`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

По дороге к проводникам будущего

+11
голос

Сверхпроводники могут передавать электричество без потерь. Это позволит уменьшить производство электроэнергии, снизив как затраты, так и выбросы парниковых газов. К сожалению, необходимо глубокое охлаждение, потому что существующие сверхпроводники теряют свое сопротивление только при чрезвычайно низких температурах. В журнале Angewandte Chemie представлены новые данные о сероводороде в форме H(3)S и его дейтериевом аналоге D(3)S, которые становятся сверхпроводящими при относительно высоких температурах: -77 и -107° C, соответственно.

Это лучше даже по сравнению с нынешними лидерами - медьсодержащей керамикой с температурой перехода, начинающейся примерно с -135° C. Несмотря на обширные исследования систем сера/водород, остается много вопросов. Что наиболее важно, сверхпроводящий сероводород ранее производился из «нормального» сероводорода H(2)S, который переводился в металлоподобное состояние с составом H(3)S под давлением около 150 ГПа. Такие образцы неизбежно были загрязнены примесями, обедненными водородом, что могло исказить экспериментальные результаты. Чтобы избежать этого, исследователи под руководством Василия С. Минкова теперь получили стехиометрический H(3)S путем непосредственного нагрева элементарной серы с избытком водорода (H(2)) с помощью лазера под давлением. Также были изготовлены образцы из дейтерия (D(2)) - изотопа водорода.

Причиной относительно высокой температуры перехода H(3)S являются его атомы водорода, которые резонируют с особенно высокой частотой внутри кристаллической решетки. Поскольку атомы дейтерия тяжелее водорода, они резонируют медленнее, поэтому для D(3)S ожидались более низкие температуры перехода. Команда из Института химии Макса Планка (Майнц, Германия), Чикагского университета (США) и Центра ядерных исследований Soreq (Явне, Израиль) использовала различные аналитические методы для уточнения фазовых диаграмм H(3)S и D(3)S в зависимости от давления и температуры, и пролить дополнительный свет на их сверхпроводящие свойства.

При давлениях от 111 до 132 ГПа и температурах от 400 до 700° C в результате синтеза были получены неметаллические, электрически изолирующие структуры (фазы Cccm), которые не превращаются в металл при дальнейшем охлаждении или повышении давления. Они содержат звенья H(2) (или D(2)) в кристаллической структуре, которые подавляют сверхпроводимость. Желаемые сверхпроводящие структуры, кубические фазы Im-3m, были получены синтезом выше 150 ГПа при температуре от 1200 до 1700° C. Они металлические и блестящие, с низким электрическим сопротивлением. При давлении от 148 до 170 ГПа образцы Im-3m-H(3)S имели температуру перехода около -77° C. Аналоги D(3) S имели температуру перехода около -107° C при 157 ГПа, что значительно выше, чем ожидалось. Снижение давления обратимо приводит к резкому снижению температуры перехода и потере металлических свойств. Это вызвано ромбоэдрическими искажениями кристаллической структуры (фаза R3m). Нагревание под давлением необратимо превращает фазу R3m в фазу Cccm. Очевидно, что R3m является метастабильной промежуточной фазой, которая возникает только во время разложения.

В будущем исследователи надеются найти другие богатые водородом соединения, которые можно превратить в металлы без высоких давлений и стать сверхпроводящими при комнатной температуре.

По дороге к проводникам будущего

Сверхпроводимость в сероводороде

Дізнайтесь більше про мікро-ЦОД EcoStruxure висотою 6U

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Slack подает жалобу на Microsoft и требует антимонопольного расследования от ЕС

 
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT