2019: Ученые смогли синтезировать сверхпроводящий материал — декагидрид тория
Ученые под руководством профессора Сколтеха и МФТИ Артема Оганова и Ивана Трояна из Института кристаллографии РАН смогли синтезировать сверхпроводящий материал ‒ декагидрид тория (ThH10) с очень высокой критической температурой 161 К ( -112С). Об этом 7 ноября 2019 года сообщили в МФТИ, Сколтехе и Российском научном фонде (РНФ).
Cверхпроводимость — удивительное свойство квантовых материалов, приводящее к полной потере электрического сопротивления в определенных, порой весьма суровых условиях. Такие материалы очень интересны для электроники, так как могут найти применение в квантовых компьютерах и высокочувствительных детекторах. Однако есть большая сложность: проявляется это явление обычно при весьма низких температурах или крайне высоких давлениях. До недавнего времени рекорд удерживал ртутьсодержащий купрат с температурой сверхпроводимости 135 К (–138°С). Рекорд этого года равен –13°С (декагидрид лантана, LaH10), что очень близко к комнатной температуре, но достигается это при очень высоких давлениях в почти 2 миллиона атмосфер, что затрудняет практическое использование этого вещества. Важно найти сверхпроводимость при температуре и давлении, близких к комнатным.
В 2018 году в лаборатории профессора Сколтеха и МФТИ Артёма Оганова сотрудником Александром Квашниным было сделано предсказание неизвестного вещества, полигидрида тория ThH10, с критической температурой –32°С при давлении в 1 миллион атмосфер.
В исследовании ученым из Института кристаллографии РАН, Сколтеха, МФТИ и Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН) удалось получить это вещество и исследовать его транспортные свойства и сверхпроводимость. В согласии с теоретическим предсказанием, было обнаружено, что ThH10 существует при давлениях выше 0,85 миллиона атмосфер и является выдающимся высокотемпературным сверхпроводником. Критическую температуру удалось определить только при давлении в 1,7 миллиона атмосфер, где она оказалась равной –112°С, что совпадает с теоретическим предсказанием для этого давления и уже ставит ThH10 в ряд рекордных высокотемпературных сверхпроводников.
 | Современная теория и, в частности, разработанный мной и моими учениками метод USPEX в очередной раз показывает предсказательную мощь. Предсказанное вещество, ThH10, не вписывающееся в рамки классической химии и обладающее, согласно теории, особыми свойствами, подтверждено теперь и экспериментом. Причем качество экспериментальных данных, полученных в лаборатории Ивана Трояна, весьма высокое,
рассказывает соруководитель исследования, профессор Сколтеха и МФТИ Артём Оганов
|  |
| | Мы увидели предсказанную теорией сверхпроводимость при –112°С и 1,7 миллиона атмосфер. Учитывая замечательное согласие теории и эксперимента, интересно узнать, вырастет ли при более низких давлениях сверхпроводимость этого вещества до предсказанных –30–40°С,
отмечает соруководитель исследования, доктор физико-математических наук Иван Троян
| |
| | Гидрид тория — это лишь отдельное звено большого, динамично развивающегося класса гидридных сверхпроводников. Я считаю, что в ближайшие годы гидридная сверхпроводимость покинет криогенную область и перейдет в плоскость конструирования электронных устройств на их основе, подчеркнул автор исследования, аспирант Сколтеха Дмитрий Семенок
| |
