Он разработан на базе мышьяка, европия, рубидия и железа и одновременно сохраняет свойства при охлаждении до низких температур

Российские физики выяснили, что созданный ими сверхпроводящий материал на базе мышьяка, европия, рубидия и железа, одновременно сохраняет сверхпроводящие и магнитные свойства при охлаждении до низких температур. Он будет использован для создания нового поколения спинтронных вычислительных устройств, сообщила в среду пресс-служба Физического института РАН (ФИАН).

"Раньше считалось, что сверхпроводимость и магнетизм ведут себя как вода и огонь. В этом слоистом соединении они не только соседствуют друг с другом и расположены "через ряд", но и внутри этого материала магнитное взаимодействие осуществляется через сверхпроводник", - заявил научный сотрудник ФИАН (Москва) Кирилл Перваков, чьи слова приводит пресс-служба института.

Традиционно считается, что сверхпроводящие материалы "несовместимы" с магнитным полем и стремятся его вытолкнуть наружу в том случае, если они контактируют с его линиями. Если сила поля превышает определенное значение, то тогда сверхпроводник резко теряет свои свойства и становится "обычным" материалом.

Данный феномен, так называемый эффект Мейснера, работает неодинаково в разных материалах с нулевым сопротивлением. В сверхпроводниках первого рода магнитное поле не может существовать в принципе, а в их собратьях второго рода магнитное поле может проникать на небольшие расстояния в тех регионах, которые одновременно обладают сверхпроводящими и несверхпроводящими свойствами.

Уникальный "гибридный" сверхпроводник

Эта особенность сверхпроводников второго рода была открыта в 1957 году советским физиком Алексеем Абрикосовым, получившим за это открытие Нобелевскую премию в 2003 году. Позже ученые выяснили, что эта черта сверхпроводников второго рода порождает внутри них особые магнитные "воронки", кольцевые электрические токи, которые сегодня ученые называют в честь первооткрывателя этого феномена вихрями Абрикосова.

Перваков и его коллеги обнаружили, что эти магнитные "воронки" превращают изученный ими сверхпроводник на базе мышьяка, европия, рубидия и железа в уникальный материал, состоящий из взаимосвязанных друг с другом слоев со сверхпроводящими и магнитными свойствами. Ученые совершили это открытие в ходе изучения структуры и свойств кристаллов этого соединения, выращенных ими при высоких температурах внутри специальной вакуумной камеры.

Когда физики начали изучать свойства и устройство этих кристаллов, они обнаружили внутри них двумерные дефекты, состоявшие из сверхпроводящего материала на базе железа, мышьяка и рубидия. При охлаждении кристаллов до сверхнизких температур, составлявших около 15 градусов Кельвина (минус 258 градусов Цельсия), внутри этих "плоских" прослоек постоянно возникали вихри Абрикосова, которые взаимодействовали с ближайшими к ним атомами европия и синхронизировали их магнитные свойства.

Как отмечают исследователи, подобная синхронизация позволяет использовать данный сверхпроводящий материал в качестве аналога многослойных структур из чередующихся слоев магнитных и сверхпроводящих материалов, которые сейчас ученые пытаются использовать для создания спинтронных вычислительных устройств. Открытие идеального природного аналога этих материалов, по мнению Первакова и его коллег, значительно упростит и ускорит разработку приборов на их основе.