Ученые из Университета Варвика и Европейской рентгеновской обсерватории сообщили о нарушении давнего предположения об ультрахолодных керамических сверхпроводниках на основе меди, известных как купраты. По данным исследования, опубликованного в Physical Review Letters, внутри материала обнаруживается не одна однородная кристаллическая структура, как считалось десятилетиями, а смесь разных структур, разделённых границами заметно шире обычного.

Ранее считалось, что купраты сохраняют одинаковую кристаллическую структуру по всей толщине образца. Теперь же 3D X-ray diffraction позволил увидеть, что в LESCO на разных участках материи встречаются разные варианты расположения атомов, а границы между ними остаются значительно шире привычного для подобных материалов.

Команда под руководством химика Марка Сенна поясняет: такой «пошивочный» характер кристаллической ткани не просто соседствует с сверхпроводимостью, а, по всей видимости, может мешать ей работать эффективнее. Это существенно меняет картину того, как следует оценивать свойства купратов и как переинтерпретировать существующиеbulk-измерения и теоретические модели.

Эксперимент включал анализ образца LESCO — нитрат лантана- europium- стронций медь оксид — в диапазоне температур от 300 кельвин до 100 кельвин. Именно при этом исследование впервые позволило детально рассмотреть внутренние акты кристаллических структур и зафиксировать наличие нескольких структур внутри одного образца.

Авторы отмечают, что открытие проливает свет на механизмы переноса электронов и связывания пар во внутриматериальной среде, что может объяснить различия в эффективности материалов и потребовать переосмысления некоторых экспериментальных данных и теоретических подходов в будущем.

Дальнейшие планы включают применение той же техники к другим купратам и к другим материалам, чтобы понять, как внутренняя архитектура влияет на поведение сверхпроводников и их температуру перехода. Исследование подчеркивает, что в области сверхпроводников ещё остаётся много неизвестного, даже для изученных десятилетиями материалов.