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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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