Сверхпроводимость является редким физическим состоянием, в котором материя способна проводить электричество - поддерживать поток электронов - без всякого сопротивления. Этот феномен может быть найден только в определенных материалах при определенных низких температурах и высоком давлении. Исследований для создания сверхпроводников при более высоких температурах продолжаются уже в течение двух десятилетий.
Новое исследование от команды из Университета штата Вашингтон во главе с Чунг-Шик Ю обнаружило сверхпроводимость в твердой форме соединения CS2, которое иногда используют в жидкой форме, как химический растворитель. Они обнаружили, что дисульфид входит в сверхпроводящее состояние при температуре около -449 градусов по Фаренгейту (6,2 Кельвина) при давлении примерно от 50 до 172 ГПа.
"Это идет несколько вразрез с нашим представлением, как сверхпроводимость обычно работает," сказал Чунг-Шик Ю.
Обычно, но не всегда, сверхпроводимость присутствует в высоко упорядоченных молекулярных структурах. Но в сероуглероде сверхпроводимость возникает из очень неупорядоченного состояния, которое встречается редко. Еще более удивительно, эта неупорядоченная структура предшествует магнитно-упорядоченному состоянию, которое подвергается структурным изменениям при начале сверхпроводимости.
«Эти результаты показывают взаимосвязь между сверхпроводимостью, магнетизмом и структурным беспорядком," сказал Виктор Стружкин, член команды исследователей. "Мы уже работаем над поиском других проводящих состояний в подобных молекулярных системах в тесном сотрудничестве с командой профессора Чунг-Шик Ю, автора исследования".
Сверхпроводимость имеет широкий спектр потенциально революционный применений, в том числе мощных электромагнитов, движение транспортных средств за счет накопления энергии и значительно более эффективной передачи энергии.
Три года назад Ю использовал супер-высокие давления, чтобы превратить белый кристалл в "супер батарею", или, как он сказал "с самую сжатую форму хранения энергии за пределами ядерной энергии".
На этот раз Ю увидел, как сероуглерод, подверженных высоким давлениям и низким температурам, начал вести себя как металл, принимая на себя такие свойства, как магнетизм и сверхтвердости, как его молекулы собрались в трехмерной структуры, подобно алмазам.
Как правило, неметаллические молекулы находятся слишком далеко друг от друга, в три раза дальше, чем молекулы металла чтобы электричество через них проходило. Но Ю сжали соединение до 50000 атмосфер (давление, эквивалентное тому, что в 600 милях под землей) и охлаждили его до 6,5 градусов Кельвина.
Давление и температура не только соединили молекулы сероуглерода вместе, но и переставили их в решетчатую структуру, в которой природные колебания молекул может помочь электронам двигаться, так что материал становится сверхпроводником.
Исследование Ю дает новое понимание того, как работает эффект сверхпроводимости в нетрадиционных для этого материалах. Эти материалы, как правило, состоят из атомов с более низким атомным весом, что позволяет им вибрировать на более высоких частотах, увеличивая свой потенциал в качестве сверхпроводников при более высоких температурах.
Результаты опубликованы в издании Proceedings of the National Academy of Sciences и на сайте sciencedaily.com
| 
