Перспективный высокотемпературный сверхпроводник синтезирован из железа с селеном

В журнале EPJ B физики из университета Аугсбурга (Германия) сообщают о синтезированном ими новом многообещающем представителе железо-селенидных сверхпроводников. Этот материал демонстрирует переход в сверхпроводящее состояние при температуре 44 °K и атмосферном давлении, превосходя в этом отношении традиционные высокотемпературные сверхпроводники на основе меди.

Цель-максимум всех подобных исследований — создать материалы, обеспечивающие сверхпроводимость при температурах выше точки сжижения азота (77 °K). Такая способность немедленно открыла бы перед ними множество практических приложений.

C 2008 г. известны сверхпроводники на базе железа и мышьяка, работающие при 56 °K. Уже на протяжении двух лет предпринимаются попытки усовершенствовать такие материалы заменой мышьяка на селен с добавками калия, рубидия, цезия или таллия. Полученные вещества, относящиеся к семейству халькогенидов железа, становятся сверхпроводящими при 32 °K.

Авторы статьи применили химический синтез для ввода атомов лития между слоями железа и селена. Они установили, что сверхпроводящие характеристики нового материала управляются электронным легированием и расширением структуры решетки железа и селена за счет молекул на базе лития, выступающих донорами электронов.

Также показано, что такие материалы возможно синтезировать с высокой степенью чистоты. При этом сверхпроводящая доля материала почти достигает 80%, что является наивысшим достижением для легированных халькогенидов железа.

В качестве задела на будущие исследования, ученые продемонстрировали, как замена лития на натрий повышает температуру сверхпроводимости до 45,5 °K.