Сверхпроводники с высокой температурой перехода (высокотемпературные СЭ ) являются долгожданной мишенью в физике конденсированных сред и материалах из-за их значительной научной и прикладной ценности. С момента открытия сверхпроводимости ртути более ста лет назад только несколько систем показывают T c выше 30 К.
Ученые из Шанхайского технологического университета и их сотрудники из Университета Жэньминь в Китае обнаружили сверхпроводимость до 32 К в MoB 2 под давлением , что на сегодняшний день является самой высокой T c в боридах переходных металлов. Их выводы, опубликованные в журнале National Science Review , проливают свет на исследования высокотемпературных сверхпроводников в боридах переходных металлов.
Диборид молибдена (MoB 2 ) уникален среди семейства MB 2 , поскольку это единственный материал, имеющий две структурные формы: фазу α-MoB 2 (тип AlB 2 ) и фазу β-MoB 2 (тип CaSi 2 ).
Измерения синхротронной рентгеновской дифракции (XRD) показывают, что β-MoB 2 превращается в α-MoB 2 при давлении около 65 ГПа, который обладает той же кристаллической структурой , что и MgB 2 .
«Естественно возникает вопрос: можно ли достичь сверхпроводимости в MoB 2 при высоком давлении ?» сказал д-р Яньпэн Ци, доцент Школы физических наук и технологий Шанхайского технологического университета и один из соответствующих авторов.
«Итак, мы провели измерения электропереноса под высоким давлением на месте. Сверхпроводимость наблюдается при 21,7 ГПа, а T c увеличивается с давлением. За пределами критического давления (P c = 70 ГПа), где происходит структурный фазовый переход, рост T c замедляется, и максимальная T c 32,4 К достигается при P = 109,7 ГПа, что является самым высоким давлением, которое мы оказываем на образец».
Дальнейшие теоретические расчеты показывают, что, хотя сжатый MoB 2 имеет аналогичную структуру и сравнимую T c с MgB 2 , механизм сверхпроводимости первого совершенно иной, чем у последнего: d-электроны и фононные моды атомов Мо переходного металла играют исключительно важную роль в возникновении сверхпроводимости в отличие от доминирования р-электронов и фононных мод атомов В в сверхпроводимости MgB 2 .
Результаты, показанные в этой работе, подчеркивают роль переходных металлов в сверхпроводимости боридов, которая ранее недооценивалась в боридах. Их открытие сверхпроводимости MoB 2 с довольно высокой T c могло бы также пролить свет на исследование высокотемпературной сверхпроводимости в системах с легкими элементами с учетом синергетического эффекта легких элементов с высокочастотными фононными модами и сильно коррелированными электронами в переходных металлах.
