Сверхизолятор

Один из известных сверхпроводников – нитрид титана – при определенных условиях может менять свои свойства на противоположные: приобретать не бесконечно малое, а бесконечно большое сопротивление, становясь таким образом "сверхизолятором".

По мнению ведущего автора исследования Валерия Винокура из Аргоннской национальной лаборатории США, сверхизолятор, совершенно не проводящий ток, потенциально может использоваться, например, в батарейках – для удержания заряда, пишет  sunhome.ru

В сверхпроводниках ток может распространяться без сопротивления за счет того, что электроны объединяются в так называемые куперовские пары, совокупность которых ведет себя как единый квантовый объект. Если, однако, сверхпроводник расплющить в плоскую пленку зернистой структуры, то этот объект будет разъединен: куперовские пары образуют "лужицы", разделенные изолирующими участками – джозефсоновскими переходами. Сверхпроводник при этом сохранит свои свойства, так как куперовские пары могут преодолевать джозефсоновские переходы за счет квантового туннелирования.

При температурах, очень близких к абсолютному нулю, джозефсоновские переходы могут переставать пропускать электроны, тем самым полностью блокируя течение тока. Винокур и его коллеги показали, что в сильном магнитном поле (индукция 0,9 тесла) пленка нитрида титана может достигать такого сверхизолирующего (антисверхпроводящего) состояния даже при высоких (сравнительно высоких, разумеется) температурах (70 микрокельвинов).

Исследователи неслучайно называют сверхизолируюшее состояние антисверхпроводящим: по их мнению, эффект вызывается изменением некоторых свойств сверхпроводника на противоположные, таким образом, сделать сверхизолятор из материала, который не является сверхпроводником, невозможно. Эти выводы, однако, вызывают у других специалистов сомнение.

На рисунке - По оси абсцисс – напряжение в вольтах, по оси ординат – индукция магнитого поля в тесла, цветом – сила тока (шкала в амперах приведена справа). Черная область на фазовом портрете соответствует сверхизолирующему состоянию. Изображение из статьи исследователей.

E-NEWS.COM.UA