Российские ученые улучшили сверхпроводники с помощью одноатомного слоя золота

Тонкий слой золота позволил усовершенствовать сверхпроводимость свинцовых пленок на кремнии. Об этом сообщает пресс-служба РНФ.

Сверхпроводники способны пропускать постоянный ток без тепловых потерь, благодаря чему на их основе делают нагруженные шины питания и мощные электромагниты. Сверхпроводящие магниты необходимы для работы физических установок или магнитных поездов, но серьезным их минусом является зависимость от низких температур. Так, свинец становится сверхпроводящим при температуре 7,2 кельвина. Свинец на кремниевой подложке является популярным типом сверхпроводника для магнитов, но его недостаточная стабильность накладывает серьезные ограничения на ученых.

Специалисты Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН и их коллеги из ДФУ смогли повысить критическую температуру сверхпроводников из кремния-свинца. Для этого авторы поместили слой золота толщиной всего в один атом между поверхностью кремния и свинцовой пленкой, а затем изучили процессы, которые происходили в такой системе. Исследователи использовали золото, так как их предыдущие опыты показали: атомы золота обычно сильнее связаны с подложкой (кремнием), чем с атомами других металлов (например свинца, таллия и индия). Это позволяет отделить атомный слой от подложки и сформировать буферный монослой золота между подложкой кремния и слоями свинца атомарной толщины.

В ходе экспериментов физики выяснили, что критическая температура «золотой» системы увеличилась на 0,5–2 градуса Кельвина. Кроме того, наличие буферного слоя из золота предотвратило температурные деформации материала, что способствует дополнительной стабильности системы.