Американские и китайские физики обнаружили, что закалка высоким давлением позволяет значительно повысить температуру перехода в сверхпроводящее состояние при атмосферном давлении. У чистого селенида железа температуру сверхпровоимости удалось таким способом поднять в четыре раза, а у легированного медью селенида сверхпроводимость при атмосферном давлении появилась, даже несмотря на ее отсутствие до закалки.

Сверпроводящие свойства после закалки высоким давлением держатся, как минимум, неделю, пишут ученые в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Сверхпроводимость — способность некоторых веществ иметь нулевое сопротивление ниже критической температуры. Как правило, температура перехода в сверхпроводящее состояние экстремально низкая, поэтому поиск сверхпроводимости при нормальных условиях — одна из важнейших задач современной физики. Сейчас ученым удалось приблизиться к комнатной температуре, однако на смену проблеме низких температур пришла проблема очень высоких давлений.

Так, сероводород становится сверхпроводником при температуре 203 кельвина, но для этого нужно давление в 150 гигапаскалей, а для смеси метана и сероводорода при температуре 288 кельвинов (это 15 градусов Цельсия) требуются уже 273 гигапаскаля (или 2,7 миллиона атмосфер). Поэтому теперь усилия физиков направлены в том числе и на поиск способов снижения давления без потери высокотемпературных свойств.

Сегодня огромная часть используемых в промышленности материалов находится в метастабильном состоянии при нормальных условиях. Метастабильные вещества типа искусственного алмаза получают быстрой закалкой экстремальными давлением и, что немаловажно, температурой. При этом вещество преодолевает энергетический барьер и попадает квазиустойчивое состояние, в котором может находиться сколь угодно долго, пока его оттуда не выбьет достаточно большая энергия.

При сильном сжатии некоторых сверхпроводников (а также некоторых несверхпроводящих соединений) происходит изменение кристаллической решетки, которое, в свою очередь, вызывает повышение (или появление) температуры перехода в сверхпроводящее состояние, однако после снятия давления эффект исчезает.

Физики под руководством Лянцзы Дэна (Liangzi Deng) из Хьстонского университета предположили, что с помощью закалки давлением можно добиться фиксации сверхпроводящих свойств, наблюдающихся под большим давлением, и нашли этому экспериментальное подтверждение на примере чистого и примесного селенидов железа.