Российские физики Михаил Фейгельман и Лев Иоффе объяснили необычный эффект в ряде перспективных сверхпроводящих материалов. Используя ранее разработанную ими теорию, ученые связали плотность носителей сверхпроводящего тока с квантовыми свойствами вещества. Исследование ученых было опубликовано в журнале Physical Review B: Condensed Matter And Materials Physics.
В своей работе ученые проанализировали поведение сверхпроводящих материалов с псевдощелью. Термин «щель» в квантовой теории сверхпроводимости обозначает характерный зазор на диаграмме с распределением электронов по энергиям. Выделяют сверхпроводники с обычной щелью и особые сверхпроводники, которые даже в своем нормальном состоянии демонстрируют нечто, похожее на щель, — ее называют псевдощелью. Сверхпроводники с обычной щелью хорошо описываются существующей теорией, объясняющей сверхпроводимость, а вот теорию для описания поведения проводников с псевдощелью Михаил Фейгельман и Лев Иоффе с коллегами разработали ранее.
В своей новой статье ученые при помощи своей теории рассчитали для сверхпроводников с псевдощелью зависимость плотности сверхпроводящего тока от ширины псевдощели. Изучение строения сверхпроводников с псевдощелью на микроскопическом уровне показало, что такие материалы отличаются сильной неупорядоченностью. Это значит, что их атомы не выстроены в идеальную кристаллическую решетку или структура этой решетки сильно нарушена. Примерами таких сверхпроводников с псевдощелью авторы нового исследования называют нитрид титана в виде тонкой пленки (в которой кристаллическая решетка окажется нарушена во многих местах) и оксид индия (который может быть аморфным, как стекло).
Вывод электрических параметров сверхпроводников с псевдощелью из квантовых свойств вещества важен как с фундаментальной точки зрения (ученые стали лучше понимать сверхпроводники в целом), так и с прикладной. Исследователи отмечают, что на основе оксида индия, типичного сверхпроводника с псевдощелью, уже удалось создать сверхпроводящее квантовое устройство, способное служить прототипом составной части квантового компьютера.
