Высокое давление превратило платину в сверхпроводник

В эксперименте ученые смешали порошки лантана, платины и мышьяка в соотношении 1:5:1 и спрессовали их в гранулы. Затем гранулы нагревали при температуре 500 градусов по Цельсию в течение десяти часов, вновь измельчали и гранулировали. Вторичные гранулы нагревали при температуре 1000 градусов по Цельсию под различным давлением. Сверхпроводящее состояние материала (LaPt5As) было достигнуто под давлением в 10 гигапаскалей, тогда как при 5 и 15 гигапаскалях он оставался несверхпроводящим.

Анализ кристаллической структуры сверхпроводящих LaPt5As показал, что атомы платины в них упакованы в несколько слоев общей толщиной до 6 нанометров — это рекордный показатель для металлических сверхпроводников. При этом атомы лантана и мышьяка разводили атомы платины так, что взаимодействие электронов в последних ослаблялось. За счет этого достигалось их более свободное течение и, как следствие, сверхпроводимость.

Как отметили авторы, синтез фаз высокого давления (более 10 гигапаскалей) не является распространенным методом в области материаловедения. Новая работа указывает на потенциал этой технологии и возможности для изучения ранее неизвестных фаз, вызванных давлением, в разных материалах.

Сверхпроводники — материалы, электрическое сопротивление в которых снижено за счет охлаждения (до -243 градусов Цельсия и более). Такие материалы используются в магнитно-резонансных томографах, маглевах, ускорителях частиц, в частности в Большом адронном коллайдере. Основным ограничением сверхпроводников является их неадаптивность к комнатной температуре или близкой к ней, в связи с чем их обслуживание требует высоких расходов.