Физики демонстрируют структурную зависимость сверхпроводимости

Арсениды железа это сравнительно недавно открытые сверхпроводники, механизм потери сопротивления в которых пока остается непонятен ученым. Известно, что в комбинации с другим металлом, например, с натрием (NaFe₂As₂), арсенид железа образует тетрагональную решетку кристалла. Расположение слоев As-Fe-As в этой структуре считалось определяющим для возникновения сверхпроводимости. Также предполагалось, что под внешним давлением кристаллическая решетка должна деформироваться в, так называемую обрушенную тетрагональную решетку, неспособную поддерживать сверхпроводимость.

Коллектив Научного Института Карнеги (Вашингтон, округ Колумбия) использовал экспериментальные данные и моделирование для того, чтобы продемонстрировать эти, ранее известные лишь гипотетически, структурные изменения — переход от тетрагональной решетки к обрушенной (collapsed) тетрагональной — на атомарном уровне. Это первый шаг к определению связи структуры со сверхпроводимостью, способной приблизить к реальности получение материалов с более высокой критической температурой.

В статье для Scientific Reports ученые показали, что при давлении примерно в 40 тыс. атмосфер (4 ГПа) NaFe₂As₂ приобретает обрушенную структуру. Это изменяет углы слоев As-Fe-As и координацию междуслойных связей As-As. Вследствие этого система теряет двумерность, а вместе с ней, и сверхпроводимость.