Впервые синтезирован самоорганизующийся сверхпроводник
Несколько доктора наук Корнельского университета, Ульриха Вейснера (Ulrich Wiesner) синтезировала первый в мире сверхпроводник, самостоятельно планирующий в пористую структуру трёхмерного гироида с уровнем детализации 10 нм.
Гироидом именуется криволинейная минимальная поверхность, открытая в 1970 г. инженером NASA, Аланом Шёном (Alan Schoen), разрабатывавшим сверхлегкие и сверхпрочные конструкции. Потом, гироиды были отысканы во многих природных объектах, в частности, в чешуйках крыльев бабочек.
Новое открытие стало итогом 20-летнего поиска Вайснером и его соавтором и коллегой новой статьи в Science Advances, Солом Грюнером (Sol Gruner), дорог синтеза гироидного сверхпроводника. Решающими для успеха этого предприятия был выбор материала — нитрида ниобия (NbN) — и громадное везение.
Ученые применяли органические блочные сополимеры для создания из соль-гелевого оксида ниобия (Nb2O5) трёхмерной гироидной структуры. Самосборка, индуцированная испарением растворителя, стала причиной созданию двух переплетенных гироидов, а последующий отжиг при температуре 450 °C удалил один из них.
На следующем этапе, материал нагревали до 700 °C в воздухе аммиака, что приводило к преобразованию оксида ниобия в нитрид. И тут вмешалась успех. Полученный пример не владел сверхпроводимостью, но по окончании повторного нагрева уже до 850° и последующего охлаждения был сверхпроводящим.
«Мы пробовали сходу нагревать до 850°, но это не давало результата, — поведал Вейснер. — Способ трудился в том и лишь в том случае, если мы нагревали пример до 700°, охлаждали его, нагревали до 850° и опять охлаждали». Вейснер согласился, что его несколько так и не отыскала объяснения, из-за чего трудится как раз такая процедура, и изучает данный вопрос.
Основной результат данной работы содержится в том, что ученые наконец взяли в собственные руки метод изготовления мезоструктурированных сверхпроводников, что открыло перед ними ранее недоступные возможности температур новых перехода и изучения свойств.
