Кристалл оказался не монолитом, а мозаикой: внутри сверхпроводника нашли неожиданно широкие границы
Мы привыкли думать о кристалле как о едином целом: если вы возьмете образец высокотемпературного сверхпроводника, он должен быть одинаковым по всей толщине. Четыре десятилетия теории строились на этом предположении. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, показало, что внутри такого кристалла скрыты огромные "стыки" между двумя различными атомными структурами. Ширина этих границ составляет около 150 нанометров, что в сотни раз больше, чем ожидали ученые. Это не просто микроскопические дефекты, а полноценные области, которые, по мнению исследователей, могут мешать проявлению сверхпроводимости.
Невидимая мозаика в сердце кристалла
Исследователи из химического факультета Университета Уорик под руководством профессора Марка Сенна изучали купратные сверхпроводники — материалы, которые способны проводить электрический ток без сопротивления при низких температурах. Эти вещества считаются ключевыми для будущего энергосетей, медицинских сканеров и квантовых компьютеров, но их поведение до сих пор остается загадкой. Традиционно считалось, что внутри образца атомы выстроены в единую, однородную сетку. Но это было ошибкой.
Чтобы заглянуть вглубь материала, команда использовала технологию, недоступную до недавнего времени. Благодаря обновлению за 150 миллионов евро Европейского центра рентгеновского излучения (ESRF) во Франции, стало возможным проводить сканирующую 3D-рентгеновскую дифракцию. Этот метод работает похоже на компьютерную томографию в медицине, но вместо медицинских тканей он отображает расположение атомов в кристалле. В результате исследователи получили первую детальную трехмерную картину внутренней структуры материала, известной как 214-купрат.
