Kupraatülijuhid ei ole enam rekordi hoidjad

Kui seni on kõige kõrgema kriitilise temperatuuriga (164K) ülijuhtideks olnud kupraadid, siis nüüd on sellele positsioonile tõusmas kõrgel rõhul (200GPa) vesiniksulfiid, mis muutub ülijuhiks juba 190K juures. Selline avastus on pikk samm toatemperatuursete ülijuhtivate materjalide poole. Uued teoreetilised arvutused näitavad, et vesiniksulfiidi ülijuhtivust on võimalik seletada tavapärase ülijuhtivuse teooria raames, st elektronide paaride moodustumise kaudu.

Kui te võtate lahti mõne teatmeteose või vikipeedia, siis saate teada, et vesiniksulfiid ehk divesiniksulfiid ehk väävelvesinik (H₂S) on mädamuna lõhnaga, õhust raskem värvuseta ja mürgine gaas. Kusjuures õhu juuresolekul vesiniksulfiid põleb. Mismoodi saab vesiniksulfiid olla ülijuht, st juhtida elektrivoolu, pealegi ilma takistuseta?

Siin tuleb jälle kord nentida, et loodus on hämmastavalt mitmetahuline. Panete kindlasti tähele, et vesiniksulfiidi molekul on üsna sarnane struktuuriga, kui vee molekul? Kas teate, mis olekus on vesi väga kõrgetele rõhkudel? Õige vastus on, et vesi võib olla ka metalliline.

Vesiniksulfiid on seega sama hämmastav materjal, kui vesi. Ka temal on mitmeid erinevaid faase. Ja 200GPa rõhu juures on vesiniksulfiid metalliline ja muutub 190K, st -83 kraadi juures ülijuhiks. Kusjuures struktuur on tal siis hoopis selline, kui näitab alumine joonis.

Ülijuhtide teooria on keeruline ja selle lihtsustatud kujul ümberjutustamiseks peab olema väga vinge selle ala spetsialist … eriti kui arvestada, et kupraatide ülijuhtivuse teooria ei ole ka spetsialistidele lõpuni selge, ehkki uuritud on seda juba peaaegu 30 aastat. Ehk oleme tulevikus targemad ja võtame selle teema uuesti ette.

 

Allikad:

http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.114.157004

http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1412/1412.0460.pdf

http://www.nature.com/srep/2014/141110/srep06968/full/srep06968.html

http://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.51.9391

http://www1.lsbu.ac.uk/water/water_phase_diagram.html