Высокоэнтропийные сплавы для новых сверхпроводников

16.01.2021

Исследователи из Токийского столичного университета разработали новый сверхпроводник из высокоэнтропийного сплава, используя обширные данные о простых сверхпроводящих веществах с определенной кристаллической структурой. Известно, что высокоэнтропийные сплавы сохраняют сверхпроводящие характеристики до чрезвычайно высоких давлений. Новый сверхпроводник Co0.2Ni0.1Cu0.1Rh0.3Ir0.3Zr2 имеет сверхпроводящий переход при 8K, что является относительно высокой температурой для сплавов. Подход команды может быть применен к открытию новых сверхпроводящих материалов с конкретными желательными свойствами.

Прошло более ста лет с момента открытия сверхпроводимости, когда было обнаружено, что некоторые материалы внезапно проявляют минимальное сопротивление электрическим токам ниже температуры перехода. По мере того, как мы изучаем способы устранения потерь энергии, способ значительного сокращения потерь при передаче электроэнергии представляет собой захватывающую перспективу. Но широкое использование сверхпроводимости сдерживается требованиями существующих сверхпроводников, особенно необходимыми низкими температурами. Ученым нужен способ открывать новые сверхпроводящие материалы без грубых проб и ошибок и настраивать ключевые свойства.

Команда, возглавляемая доцентом Йошиказу Мидзугути из Токийского столичного университета, создала "платформу для открытий", которая уже привела к созданию множества новых сверхпроводящих веществ. Их метод основан на высокоэнтропийных сплавах, где определенные позиции в простых кристаллических структурах могут быть заняты пятью или более элементами. После нанесения на термостойкие материалы и медицинские устройства было обнаружено, что некоторые высокоэнтропийные сплавы обладают сверхпроводящими свойствами с некоторыми исключительными характеристиками, в частности, сохранением нулевого удельного сопротивления при экстремальных давлениях. Команда изучает базы данных материалов и передовые исследования и находит ряд сверхпроводящих материалов с общей кристаллической структурой, но с разными элементами в определенных местах. Затем они смешивают и создают структуру, содержащую многие из этих элементов; по всему кристаллу эти "узлы высокоэнтропийных сплавов" заняты одним из смешанных элементов. Им уже удалось создать высокоэнтропийные варианты слоистых сверхпроводников сульфида висмута и теллуридных соединений с кристаллической структурой хлорида натрия.

Ученые сосредоточились на структуре алюминида меди (CuAl2). Соединения, объединяющие элемент переходного металла (Tr) и цирконий (Zr) в TrZr2 с этой структурой, как известно, являются сверхпроводящими, где Tr может быть Sc, Fe, Co, Ni, Cu, Ga, Rh, Pd, Ta или Ir. Команда объединила "коктейль" из этих элементов с помощью дуговой плавки, чтобы создать новое соединение типа высокоэнтропийного сплава, Co0.2Ni0.1Cu0.1Rh0.3Ir0.3Zr2, которое показало сверхпроводящие свойства. Они рассмотрели как удельное сопротивление, так и электронную теплоемкость, количество энергии, используемое электронами в материале для повышения температуры, и определили температуру перехода 8,0 К. Это не только относительно высокое значение для сверхпроводника типа высокоэнтропийного сплава, они подтвердили, что этот материал обладает признаками "объемной" сверхпроводимости.

Самым захватывающим аспектом этого является широкий спектр других переходных металлов и соотношений, которые можно попробовать и настроить для достижения более высоких температур перехода и других желаемых свойств, и все это без изменения основной кристаллической структуры. Команда надеется, что их успех приведет к большему количеству открытий новых сверхпроводников, основанных на высокоэнтропийных сплавах в ближайшем будущем.

<< Назад: Целебные свойства золота 16.01.2021

>> Вперед: Электрический седан Nio ET7 15.01.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Стандарт NFC 15 22.06.2025 Технология ближней бесконтактной связи NFC стала повседневным инструментом для миллионов пользователей по всему миру. Она обеспечивает быстрые и удобные платежи, позволяет открывать двери, оплачивать проезд и мгновенно подключать устройства. Однако, несмотря на широкое распространение, сам стандарт NFC развивался почти незаметно - без резонансных версий и громких анонсов. И вот теперь, в июне 2025 года, организация NFC Forum представила пятнадцатую версию протокола, которая принесет ощутимые улучшения в ежедневном взаимодействии с гаджетами. Одним из ключевых изменений стало увеличение радиуса действия: если раньше для работы NFC нужно было почти прикасаться телефоном к терминалу, то теперь соединение возможно уже на расстоянии до двух сантиметров. Хотя разница кажется незначительной, именно этот промежуток в доли сантиметра часто мешал корректной работе - пользователи нередко вынуждены были искать "тот самый угол" или точку, где произойдет считывание. В реальности некоторые устройства уже демонстрировали работу NFC на расстоянии около двух сантиметров, но именно введение нового стандарта делает эту возможность гарантированной и двусторонней. То есть теперь и гаджет, и терминал должны стабильно распознавать друг друга в пределах новой дистанции. Это означает повышение общей надежности технологии, особенно в условиях, когда точность движений затруднена - например, в транспорте или при оплате на ходу. Увеличенная дальность делает взаимодействие быстрее и стабильнее. Бесконтактные платежи станут реже давать сбои, улучшится работа цифровых ключей и систем доступа. В частности, ожидается более плавное поведение NFC на устройствах с небольшими размерами - таких как умные часы, трекеры и компактные аксессуары. Также обновление стандарта обещает упростить настройку беспроводной зарядки, хотя сейчас ее мощность все еще ограничена одним ваттом. В будущем этот показатель планируют довести до трех ватт, что сделает зарядку через NFC более практичной. NFC 15 включает и функциональные нововведения. Среди них - поддержка цифрового паспорта продукта (DPP), позволяющего производителям хранить информацию о товаре в формате NFC. Такой "электронный паспорт" может включать сведения о происхождении, ремонтах и утилизации - что особенно важно в контексте развития экологически устойчивых технологий и отслеживания жизненного цикла продуктов. Несмотря на возросшую дистанцию связи, NFC по-прежнему остается технологией ближнего поля. Это значит, что риск несанкционированного доступа или перехвата данных сохраняется на минимальном уровне. Как подчеркивают в NFC Forum, все действующие протоколы безопасности остались неизменными, и пользователям не стоит беспокоиться о безопасности своих транзакций. Технические спецификации уже доступны для разработчиков, а сертификация новых устройств начнется осенью. Это значит, что первые смартфоны и гаджеты с поддержкой NFC 15 могут появиться на полках уже к концу 2025 года, став шагом вперед в сторону более интуитивного и надежного пользовательского опыта.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026