Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики пустили волну в сверхпроводимости нового материала
Физики из США и Японии спроектировали и произвели материал с волнообразной структурой, необычными сверхпроводящими и металлическими свойствами. Материал предварительно спроектировали теоретически, и после изготовления он показал все запланированные свойства.
Двумерные материалы, состоящие из небольшого числа слоев атомов, привлекают внимание физиков широкими возможностями модификаций. Повороты и скручивания под небольшим углом создают уникальный узор — муаровую сверхрешетку — который приводит к появлению в материале сверхпроводимости и неклассического магнетизма.
Но такие конфигурации материалов сложно как создавать, так и изучать из-за их атомарной толщины. Авторы исследования применили другой подход. Они создали материал с помощью «рационального проектирования» — моделирования материалов с желаемыми свойствами. Работа опубликована в журнале Nature.
Исследователи смешали порошки сульфида стронция (SrS), тантала (Ta) и серы (S) в присутствии хлорида стронция (SrCl2), нагрели их до сотен градусов Цельсия и положились на химические реакции, которые естественным образом сформировали макроскопические кристаллы с нужными свойствами. Параметры материала определяют взаимодействия на атомарном уровне. Простоту формирования материала исследователи считают прорывом. Полученный материал состоит из слоев H-TaS2 и SrTa2S5.
Структура материала необычна — он сформирован волнообразными слоями, толщина которых составляет миллиардные доли метра. Слоев достаточно для образования крупного, подходящего для точных исследований образца. Большие размеры упрощают изучение взаимодействий на атомном уровне, формирующих свойства вещества.
Хотя существуют и другие материалы с волнообразными атомными структурами, исследователи считают свой образец самым совершенным. Наноразмерные слои волн равномерны по всему кристаллу, в тысячах слоев.
Новый материал напоминает слоеный пирог: он состоит из атомарно тонкого слоя тантала и серы, уложенного на промежуточный слой стронция, тантала и серы. Эта структура повторяется тысячи раз, образуя макроскопический кристалл.
Волны в кристалле возникают из-за несоответствия друг другу размеров и типа кристаллической решетки соседних слоев материала. Слой без стронция изгибается, чтобы уместиться поверх другого слоя, создавая волны. Представьте, что вы кладете лист бумаги формата А3 на меньший лист А4. Чтобы первый лист уместился, ему придется изогнуться. В новой структуре листы как бы «закреплены» в нескольких точках, создав волны.
Наноразмерные волны объясняют необычные свойства материала. При температуре около трех градусов Кельвина он становится сверхпроводником, а сверхпроводимость повторяет волнообразность. В некоторых местах она сильнее, в других слабее.
Материал обладает и необычными металлическими свойствами. Потому что электронам легче двигаться вниз по впадинам волны, чем подниматься и преодолевать вершины.
Химики и материаловеды планировали новый материал исходя из того, какие свойства хотели получить. Результат эксперимента обладает заданными свойствами. Это означает, что ученые смогут создать еще больше материалов с заранее известными свойствами, а не исследовать параметры случайных материалов.
Telegram 
Дзен 
VK За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Ветер на спутнике Сатурна Титане способен поднимать огромные волны, даже если он очень слабый. Эти волны формируют берега, переносят осадки, перемешивают жидкости и даже влияют на климат луны. Изучая их, планетологи могут понять, как устроены потенциально обитаемые миры за пределами Земли.
Ученые впервые подробно изучили состав самых дальних колец Урана. Выяснилось, что одно из них похоже на ледяное облако пыли, а другое богато органикой. Открытие помогает восстановить историю столкновений спутников и показывает, как именно формируются пылевые системы вокруг планет.
За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Ученые продолжают исследовать фундаментальные частицы на неделимость. На этот раз на БАК исследовали кварки и не нашли у них признаков составной частицы.
Что, если развитые цивилизации во Вселенной не исчезают навсегда, а периодически «выключаются», переживая циклы коллапсов и восстановлений? Модель, разработанная авторами нового исследования, показывает, что такая прерывистая жизнь может объяснить космическую тишину — и переосмыслить будущее Земли.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии