[image]

Сверхпроводники

 
LT Bredonosec #01.05.2020 20:21
+
-
edit
 

Обнаружен новый тип сверхпроводника

Ученые впервые обнаружили сверхпроводниковые свойства на краях проводника, без проникновения тока внутрь. Более того, в тонком листе дителлурида молибдена, охлажденном почти до абсолютного нуля, внутренняя часть и края образовали два отдельных сверхпроводника, которые игнорируют друг друга, рассказал физик Най Фуан Онг из Принстонского университета. //  www.popmech.ru
 

Ученые впервые обнаружили сверхпроводниковые свойства на краях проводника, без проникновения тока внутрь. Более того, в тонком листе дителлурида молибдена, охлажденном почти до абсолютного нуля, внутренняя часть и края образовали два отдельных сверхпроводника, которые игнорируют друг друга, рассказал физик Най Фуан Онг из Принстонского университета.

Различие между внешними краями и внутренней частью делает материал так называемым топологическим изолятором, который внутри объема представляет собой диэлектрик (изолятор), а на поверхности проводит электрический ток. И наоборот, топологические сверхпроводники проводят ток внутри объема, а его края являются изолятором.

Некоторые исследователи подозревали, что топологические сверхпроводники могут иметь сверхпроводящую поверхность. Но до сих пор ни один такой проводник, у которого ток протекал бы и в глубине материала, и по его краям, не был найден.
 


Дителлурид молибдена представляет собой металлоподобное соединение, называемое полуметаллом Вейля. Его необычные свойства (два отдельных сверхпроводника внутри и на краях) говорят о том, что в нем могут наблюдаться майорановские фермионы — возмущения в материале, которые ученые надеются использовать для создания квантовых компьютеров нового поколения — без фазовых или частотных отклонений передаваемого сигнала.

В ходе эксперимента Онг и его коллеги постепенно увеличили магнитное поле, пока сверхпроводящее состояние не пропало. Таким образом, ученые выяснили значение критического тока. Когда магнитное поле увеличивалось, наблюдались колебания критического тока, которые становились то больше, то меньше — это отличительная черта краевого сверхпроводника.
   75.075.0
LT Bredonosec #15.01.2021 16:27
+
-
edit
 

Получен первый сверхпроводник в условиях комнатной температуры

Группа учёных из Университета Рочестера экспериментально доказала существование эффекта сверхпроводимости при температуре 15 °C. //  3dnews.ru
 

Группа учёных из Университета Рочестера экспериментально доказала существование эффекта сверхпроводимости при температуре 15 °C. Это первый раз, когда сверхпроводимость была зафиксирована при положительных и даже более-менее комфортных температурах окружающей среды. До практической реализации открытия ещё далеко, но надежда появилась.

Finally, the First Room-Temperature Superconductor

It conveys electricity in the climate of a crisp fall day, but only under pressures comparable to what you’d find closer to Earth’s core. //  www.nytimes.com
 

Главным препятствием для перевода комнатной сверхпроводимости в плоскость практики остаётся необходимость поддерживать огромные давления на искомый материал. В случае рочестерского эксперимента соединение подвергалось давлению в диапазоне от 1,4 до 2,8 миллиона атмосфер. Наиболее высокая температура, при которой наблюдалась сверхпроводимость, была при давлении 2,67 млн атмосфер. В иных случаях она понижалась вплоть до -5 °C.

Пусть вас не пугают давления, которые на нашей планете в естественных условиях можно зафиксировать только ближе к ядру Земли. Алмазы ведь тоже не просто так появляются. Но родившись в адских условиях в недрах планеты они остаются стабильными блестяшками неисчислимые годы. Учёные надеются, что сверхпроводимые материалы можно будет выращивать подобно производству искусственных алмазов, когда после снятия высокого давления они остаются стабильными в обычных условиях.

Пара слов о веществе, которое продемонстрировало «комнатную» сверхпроводимость. Это соединение из трёх элементов: водорода, серы и углерода. Основой для сверхпроводимости является водород, который при огромных температурах и давлении превращается в металлический водород и приобретает сначала свойства проводника, а потом сверхпроводника. Но водород берётся не в чистом виде, в виде соединения с серой — это сероводород (H2S).

Лет пять назад было сделано открытие, которое обнаружило свойство сероводорода превращаться в сверхпроводник при относительно высоких температурах (и при гигантских давлениях). Подбор третьей составляющей заставил остановиться на углероде, но не в чистом виде, а в виде метана (CH4). Сдавливание сероводорода и метана алмазной наковальней привело к тому, что получилось кристаллическое вещество, усиленное кристаллической решёткой углерода с атомами водорода внутри. И такое вещество оставалось сверхпроводимым при температуре 15 °C.
 


Сделанное открытие учёные сравнивают с замеченной верхушкой айсберга. В целом оно огромно и многообещающе и может принести ещё много неожиданного и интересного. Но предстоит ещё много работы. К счастью, направление для движения вперёд теперь стало хорошо понятно.
   68.068.0
LT Bredonosec #04.05.2021 17:48
+
-
edit
 

Учёные синтезировали новый высокотемпературный сверхпроводник и удивились полученному результату

Международная группа под руководством российских учёных экспериментально исследовала новый высокотемпературный сверхпроводник — гидрид иттрия (YH6). //  3dnews.ru
 

Международная группа под руководством российских учёных экспериментально исследовала новый высокотемпературный сверхпроводник — гидрид иттрия (YH6). Обычно предварительные теоретические расчёты подтверждаются экспериментально с погрешностью не более 15 %. В случае гидрида иттрия условия поддержки высокотемпературной сверхпроводимости в два раза разошлись с теорией, что оставило простор для новых исследований.
 


Исследовательская работа, данные о которой опубликованы в Advanced Materials, велась под руководством профессора Сколтеха и НИТУ МИСиС Артема Оганова и доктора Ивана Трояна из Института кристаллографии РАН. Сверхпроводимость YH6 была предсказана китайскими учёными в 2015 году. Она достигается при температуре 224 K (–49,15 °C). Согласно теоретическим расчётам, сверхпроводимость в гидриде иттрия возникает при давлении 1,4–1,7 млн атмосфер.

Также расчёты показывают критические значения магнитных полей, при которых происходит явление сверхпроводимости. «В случае гидрида иттрия YH6 теория и эксперимент плохо согласуются, — сообщается в пресс-релизе Сколтеха. — Например, экспериментальное критическое магнитное поле оказывается в 2–2,5 раза выше теоретических предсказаний. С таким учёные сталкиваются впервые и объяснение им ещё предстоит найти. Возможно, в этом веществе присутствуют дополнительные физические эффекты, не учтённые прежними теоретическими работами».

Значительные расхождения между теоретическими и практическими результатами, которые получили физики, могут существенно изменить подход к поиску материалов для высокотемпературной сверхпроводимости. Дело в том, что в этих изысканиях теория играет ключевую роль, позволяя одному научному коллективу за год провести компьютерное моделирование полсотни–сотни веществ, чтобы выбрать то единственное, которое окажется достойным практических испытаний, ведь на каждый эксперимент с синтезом вещества уходит несколько лет. Поэтому расхождение теории и практики должно быть минимальным, а полученная аномалия должна быть изучена.
   68.068.0
LT Bredonosec #15.05.2022 10:59
+
-
edit
 
Группа исследователей из Делфтского технического университета разработала односторонний сверхпроводник с нулевым сопротивлением, который блокирует любой ток, идущий в противоположном направлении. Это открытие может обеспечить значительную экономию энергии и увеличение скорости работы вычислительной техники до 400 раз.

Для своего открытия команда инженеров использовала новый квантовый материал Nb3Br8, разработанный группой по физике материалов в Университете Джона Хопкинса. Подобно графену, этот материал имеет атомарную толщину и теоретически собственный электрический диполь.

«Мы смогли отделить всего пару атомных слоёв этого Nb3Br8 и сделать очень и очень тонкий "сэндвич", толщиной всего в несколько атомных слоёв, который был необходим для изготовления джозефсоновского диода и оказался нереализуем в обычной 3D-печати», — рассказал доцент Мазхар Али.

По словам учёного, многие технологии, такие как МРТ, основаны на старых версиях сверхпроводников JJ, а квантовые вычисления — на соединениях Джозефсона. Теперь же все эти технологии можно обновить при помощи сверхпроводников с использованием данного материала. Он уверен, что это ускорит компьютеры в 300-400 раз и повлияет на всю индустрию.

Однако на пути к этому всё ещё стоит одно препятствие — тесты пока что проводились при чрезвычайно низких температурах — 196 °C ниже нуля. Если команде TU Delft удастся запустить сверхпроводник JJ при комнатной температуре, она вплотную подойдёт к масштабированию технологии до массового производства.
 
   98.098.0
EE Татарин #22.06.2022 02:28  @Bredonosec#15.05.2022 10:59
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Даже после обратного перевода на английский не удаётся понять, о чём речь.

JJ = переход Джозефсона - это переход СП-изолятор-СП.
Суть в том, что сверхток течёт через него без сопротивления до определённого значения (критического тока перехода). Если превышает, переход превращается в генератор.

Это можно сделать на любом сверхпроводнике, а не на каком-то специальном.

"Односторонняя проводимость" - это учёный изнасиловал журналиста, а потом дал отсосать. Конструкция из нескольких переходов даёт интерференцию, и там возможно построить всякое... но при чём тут Nb3Br8?
   102.0.0.0102.0.0.0
LT Bredonosec #23.06.2022 00:16  @Татарин#22.06.2022 02:28
+
-
edit
 
Татарин> Суть в том, что сверхток течёт через него без сопротивления до определённого значения (критического тока перехода). Если превышает, переход превращается в генератор.

я почитал..
Все электроны в сверхпроводнике имеют одинаковую фазу. При образовании туннельного контакта из двух различных сверхпроводников через такой контакт безо всякого приложенного напряжения потечёт ток (ток Джозефсона), зависящий от разности фаз ϑ = φ 1 − φ 2 {\displaystyle \vartheta =\varphi _{1}-\varphi _{2}} {\displaystyle \vartheta =\varphi _{1}-\varphi _{2}} и с плотностью j = j 0 sin ⁡ ϑ {\displaystyle j=j_{0}\sin \vartheta } {\displaystyle j=j_{0}\sin \vartheta }
 

А что будет, если дать этому току течь? Как долго он будет? Будет ли некая эрозия одной части? Или ток остановится по появлении некоего потенциала как на кмоп транзисторах?
Я о том, насколько реально этот эффект использовать как батарейки для устройств, отправляемых в глубокий космос (за пределы СС), где нехватки холода точно нет?
   101.0101.0
EE Татарин #23.06.2022 02:21  @Bredonosec#23.06.2022 00:16
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> Суть в том, что сверхток течёт через него без сопротивления до определённого значения (критического тока перехода). Если превышает, переход превращается в генератор.
Bredonosec> я почитал..
Bredonosec> А что будет, если дать этому току течь? Как долго он будет? Будет ли некая эрозия одной части? Или ток остановится по появлении некоего потенциала как на кмоп транзисторах?
Не, ты, видимо, не понял.
Суть в том, что просто при определённых условиях этот участок изолятора между сверхпроводниками ведёт себя как сверхпроводник.
Грубо - электроны туннелируют через резистивный проводник (или изолятор), не разрушая корреляции между парами.

Если ток не больше критического. Если больше, то переход становится излучателем. Имея источник электричества, можно генерировать излучение... но это не генератор электричества.
   102.0.0.0102.0.0.0
LT Bredonosec #24.06.2022 13:26  @Татарин#23.06.2022 02:21
+
-
edit
 
Bredonosec>> А что будет, если дать этому току течь? Как долго он будет? Будет ли некая эрозия одной части? Или ток остановится по появлении некоего потенциала как на кмоп транзисторах?
Татарин> Не, ты, видимо, не понял.
Татарин> Суть в том, что просто при определённых условиях этот участок изолятора между сверхпроводниками ведёт себя как сверхпроводник.
Не, этот эффект (обращения в проводник) понятен. Но там указано, что если материалы разные, то без приложенной разности потенциалов начинает течь ток.
Как некий биметаллический источник питания или что.

"через такой контакт безо всякого приложенного напряжения потечёт ток (ток Джозефсона), зависящий от разности фаз" - точная цитата.
   101.0101.0
EE Татарин #24.06.2022 23:57  @Bredonosec#24.06.2022 13:26
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Bredonosec> "через такой контакт безо всякого приложенного напряжения потечёт ток (ток Джозефсона), зависящий от разности фаз" - точная цитата.
Так это ж сверхток, ессно, что напряжение, приложеное к любому участку цепи, - ноль. U=IR, помнишь? :)

Изолятор работает не как проводник, а как сверхпроводник.
   103.0.0.0103.0.0.0
LT Bredonosec #25.06.2022 10:40  @Татарин#24.06.2022 23:57
+
-
edit
 
Татарин> Так это ж сверхток, ессно, что напряжение, приложеное к любому участку цепи, - ноль. U=IR, помнишь? :)

Понятно, что падение напряжения ноль, но подчеркивание в такой формулировке намекает на эдс...
   51.0.2704.10651.0.2704.106
EE Татарин #25.06.2022 20:23  @Bredonosec#25.06.2022 10:40
+
-
edit
 

Татарин

координатор
★★★★★
Татарин>> Так это ж сверхток, ессно, что напряжение, приложеное к любому участку цепи, - ноль. U=IR, помнишь? :)
Bredonosec> Понятно, что падение напряжения ноль, но подчеркивание в такой формулировке намекает на эдс...
Ты о формулировках в этом выкидыше машинного перевода? :)

Да они сами не поняли, что переводили... если оригинал английский найдёшь, скопипасти сюда.

А так - вообще непонятно, о чём это.
   102.0.0.0102.0.0.0
LT Bredonosec #25.06.2022 20:31  @Татарин#25.06.2022 20:23
+
-
edit
 
Татарин> Ты о формулировках в этом выкидыше машинного перевода? :)
Татарин> Да они сами не поняли, что переводили... если оригинал английский найдёшь, скопипасти сюда.
понятно, значит лажа.. а я было понадеялся на интересный эффект сверхпроводящей батарейки )
   101.0101.0
Последние действия над темой

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru