Физики выяснили, почему ртутный купрат стал рекордсменом среди высокотемпературных сверхпроводников
Линейная зависимость сверхпроводящей щели (Δ0) от критической температуры сверхпроводимости материала (Tc). IP означает внутреннюю плоскость, OP — внешние плоскости, meV — миллиэлектронвольты. Автор: American Physical Society
Международная группа исследователей раскрыла секрет рекордно высокой температуры сверхпроводимости в ртутьсодержащих купратах. Их работа опубликована в Physical Review Letters.
Купрат Bi2223, сверхпроводящий при 110 Кельвинах (-163°C), долгое время был основным объектом исследований, хотя известный купрат Hg1223 демонстрирует сверхпроводимость при 134 К. Причина — сложность получения качественных кристаллов Hg1223.
В 2024 году японские ученые создали стабилизированный рением купрат (Hg,Re)1223 с критической температурой 130 К. Это позволило провести детальный анализ с помощью углово-разрешенной фотоэмиссионной спектроскопии (ARPES).
Исследование под руководством Масафуми Хорио из Токийского университета показало, что внутренний слой CuO2 в (Hg,Re)1223 имеет сверхпроводящую щель 63 мэВ, почти идентичную Bi2223 (62 мэВ). Однако ключевое отличие обнаружилось во внешних слоях: у ртутного купрата щель составила 57 мэВ против 43 мэВ у висмутового.
«Наши результаты показывают, что усиленная энергия спаривания во внешней плоскости является ключевой для достижения рекордной Tc при атмосферном давлении в ртутном трислойном купрате», — отмечают авторы.
Это открытие объясняет, почему Hg1223 сохраняет сверхпроводимость при более высоких температурах. Дальнейшие исследования позволят точнее количественно оценить взаимодействия между слоями и внутри них, что может помочь преодолеть текущие температурные ограничения сверхпроводников.
Больше информации: M. Horio et al, Enhanced Superconducting Gap in the Outer CuO2 Plane of the Trilayer Cuprate (Hg, Re)Ba2Ca2Cu3O8+δ, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/p4c3-t34b
0 комментариев