Ученые из России и Китая выяснили, что созданное ими сверхпроводящее соединение олова и водорода обладает экзотическими магнитными свойствами, характерными для так называемых «странных металлов». Это открытие указывает на возможную связь между двумя типами перспективных сверхпроводников – купратами и супергидридами, сообщила пресс-служба Сколтеха.

Исследование было опубликовано в журнале Advanced Science.

«Наша работа является одним из первых связующих звеньев между богатой на квантовые эффекты областью купратной сверхпроводимости и гидридной сверхпроводимостью при высоких давлениях. Другие сверхпроводящие гидриды с большой практической значимостью, к примеру, супергидрид лантана LaH₁₀, также могут оказаться "странными» металлами, что делает интересным дальнейшее изучение их свойств", – заявил научный сотрудник Центра высоких давлений HPSTAR в Пекине Дмитрий Семенок, чьи слова приводит пресс-служба Сколтеха.

Исследование проводилось в рамках масштабного проекта российских и зарубежных физиков и химиков, нацеленного на создание высокотемпературных сверхпроводников, способных работать при почти комнатных температурах. Подобными свойствами, как обнаружили ученые, обладают супергидриды лантана, урана, актиния и ряда других тяжелых металлов. Недавно ученые открыли подобные сверхпроводящие свойства у соединения водорода и олова (SnH₄).

«В рамках этой работы мы загружали в алмазную камеру жидкий станнан, молекулярный гидрид олова SnH₄. При сдавливании алмазов развивается огромное давление, до 2–2,5 млн атмосфер. В результате свойства вещества изменяются – прозрачная жидкость SnH₄ превращается в полупроводник, потом становится металлом, а затем сверхпроводником с критической температурой в 72 градуса Кельвина (минус 200 градусов Цельсия)», – пояснил Семенок.

Аномалии в свойствах новых сверхпроводников

Последующее изучение свойств этого материала указало на то, что он не только является высокотемпературным сверхпроводником, но при этом обладает экзотическими магнитными и электрическими свойствами. В частности, ученые раскрыли необычную зависимость между электрическим и магнитным сопротивлением гидрида олова а также температурой и напряженностью приложенного магнитного поля. Это нехарактерно для других сверхпроводников на базе соединений водорода.

Как отмечают физики, этот набор характеристик роднит открытую российскими и китайскими исследователями вариацию гидрида олова со «странными металлами». Так ученые называют материалы, в которых электроны ведут себя не как квантовая жидкость, чьи свойства описываются теорией Льва Ландау, а как более сложно устроенная субстанция. К числу «странных металлов» относится еще один класс сверхпроводников – купраты, сложные соединения меди.

Исследователи надеются, что последующее изучение свойств SnH₄ и других похожих на него супергидридов позволит понять, как часто супергидридные сверхпроводники являются «странными металлами» в несверхпроводящем состоянии. Это позволит понять, какие квантовые эффекты порождают необычные особенности данных материалов и выяснить, связаны ли они с аналогичными характеристиками купратов, которые имеют совершенно иной химический состав и структуру.