Не очень давно ученые, "охотящиеся" за высокотемпературными сверхпроводниками, экспериментально продемонстрировали, что сероводород (H2S) превращается в сверхпроводник при температуре в 203 Кельвина и при давлении в 1 Mbar (100 ГПа). А буквально на днях исследователи из Кембриджского университета и университета Цзилиня опубликовали работу, результаты которой указывают на то, что сверхпроводимость может быть получена и при еще более высоких температурах.
Отметим, что выполненная учеными работа является чисто теоретической, в ней использовались расчеты сложнейших математических моделей. Для вычисления критической температуры стабильных металлических соединений использовались такие же теоретические методы, которые использовались ранее для определения критической температуры сероводорода при высоком давлении.
Согласно этой теории самые высокие критические температуры, температуры перехода материала в сверхпроводящее состояние, могут быть получены при давлениях, сопоставимых с давлением в центре Земли. Однако, конечной целью данных исследований является поиск материалов, являющихся сверхпроводниками при нормальной температуре и нормальном атмосферном давлении.
В своих исследованиях ученые использовали модели стабильных соединений водорода с редкоземельными металлами. При высоком давлении атомы водорода соединяются слабыми ковалентными связями и формируют многогранные ячейки H24, H29 и H32, внутри каждой из которых находится атом металла. Высокотемпературная сверхпроводимость такого экзотического материала напрямую связана с сетчатой структурой водородных ячеек, а обеспечивается она за счет существования фононов, формируемых колебательными движениями атомов водорода в пределах ячеек.
Наиболее перспективные результаты продемонстрировали некоторые виды соединений водорода с иттрием. Самым высокотемпературным сверхпроводником оказалось соединение (Y) H32, критическая температура которого оказалась равна 303 Кельвина при давлении 400 ГПа, что было вычислено путем решения уравнения Элиашберга (Eliashberg equation). А в будущем ученые планируют провести эксперименты с реальными соединениями водорода и иттрия, что позволит им получить практические доказательства верности их теоретических расчетов.
