Специалисты из Калифорнийского университета в Ирвайне исследовали механику атомного масштаба, которая усиливает сверхпроводимость в материале на основе железа. Для этого они использовали передовые спектроскопические приборы, позволяющие наблюдать за фононами — квазичастицами, переносящими тепловую энергию.

По данным Phys.org, ученые наблюдали новые фононы на границе сверхтонкой пленки селенида железа (FeSe), нанесенной на подложку из титаната стронция (STO).

«В первую очередь возникающие из-за внеплоскостных колебаний атомов кислорода на границе раздела и в апикальных атомах кислорода в STO, эти фононы связываются с электронами из-за пространственного перекрытия волновых функций электронов и фононов на границе раздела», — комментирует ведущий автор исследования Сяоцин Пань, профессор материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Ирвайне, а также заведующий кафедрой инженерии имени Генри Самуэли и директор IMRI.

По словам эксперта, сильная электрон-фононная связь обеспечивает механизм повышения температуры перехода для сверхпроводимости в сверхтонком FeSe. Температура перехода FeSe в сверхпроводящее состояние составляет 65 Кельвинов, то есть примерно -208 градусов по Цельсию. Такое свойство делает его самым высокотемпературным сверхпроводником в своем классе.

Научная группа стала свидетелем тесной связи между электрон-фононной связью и однородностью поверхности раздела FeSe/STO. Большая однородность означает более высокую температуру, при которой происходит сверхпроводимость.

«Наш подход с использованием колебательной спектроскопии позволил получить очень детальные изображения колебаний на границе раздела сверхпроводящего материала с его подложкой. Наблюдаемое изменение расстояния между слоями коррелирует со сверхпроводящей щелью, что демонстрирует решающую роль расстояния в прочности электрон-фононной связи и сверхпроводимости», — заключает Пань.

Результаты специалистов помогут сделать важные шаги на пути к достижению масштабируемого производства и использования сверхпроводников в различных приложениях, включая квантовые компьютеры, транспортировку масс с помощью магнитной левитации и передовые медицинские диагностические и лечебные устройства.

Тем временем в России строят мощнейший в мире лазер. Над амбициозным проектом работают в НЦФМ. Рассказали, зачем он нужен.