ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Юрий Ерин / Запись

СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ В ВОДОРОДЕ И ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЯХ

vortex
24.03.2008
21:53

изложено тут. А началось всё в 1935 году со статьи Вигнера и Хаттингтона On the Possibility of a Metallic Modification of Hydrogen. В ней предсказывается, что переход водорода в металлическое состояние возможен при давлении приблизительно 25 ГПа (250 тыс. атмосфер). Как потом уже выяснилось, задача достижения состояния металлического водорода лежит за пределами текущих технических возможностей – необходимо давление 400 ГПа (4 млн. атмосфер). Обойти эту проблему можно, сжимая вместо чистого водорода соединения, обогащённые водородом типа метана CH4 или силана SiH4, в которых электронная плотность атомов водорода эквивалентна ситуации сжатия чистого водорода, находящегося под давлением нескольких сот МПа. Поэтому следует ожидать металлизации водорода в этих соединениях при существенно более низких давлениях.

Среди всего прочего считается, что водород и эти соединения в частности являются хорошими кандидатами на звание высокотемпературных сверхпроводников. Расчёты показывают (см. например,  статью Structures and Potential Superconductivity in SiH4 at High Pressure: En Route to "Metallic Hydrogen"), что в интервале давлений от 20 до 90 ГПа критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние в силане должна изменяться в пределе от 40 до 260 К (!!!).

В уже нашумевшей статье Superconductivity in Hydrogen Dominant Materials: Silane  идёт речь об изучении силана при высоких  давлениях вплоть до 200 ГПа, используя данные рамановского рассеяния, измерения электрического сопротивления и оптического поглощения, а также дифракции рентгеновских лучей. Вообще говоря, в нормальном условиях силан – это бесцветный газ с сильным неприятным запахом.

Результаты, полученные в экспериментах при комнатной температуре, таковы:

  • металлическая фаза силана появляется при давлении в 50 ГПа;
  • определён тип кристаллической  решётки металлической фазы силана при давлении 113 ГПА и 160 ГПа - наблюдалась приблизительно простейшая гексагональная решётка с плотной упаковкой атомов кремния (рис.1);
  • измерена зависимость критической температуры перехода от приложенного давления (рис. 2 В);
  • выявлено резкое увеличение критической температуры перехода в сверхпроводящее состояние вблизи давления 100 ГПа (рис. 2 С), которое может быть объяснено быстрым изменением формы Ферми-поверхности материала, которое приводит к электрон-фонному спариванию в узком интервале давлений (здесь авторы с осторожностью говорят о причинах этого возрастания)
 
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

24.03.2008 23:43#
Сверхпроводимость в водороде и водородсодержащих соединениях
С возвращением!
25.03.2008 02:35#
atrus
Сверхпроводимость в водороде и водородсодержащих соединениях
Спасибо, обещанная заметка появилась. :)

> Обойти эту проблему можно, сжимая вместо чистого водорода соединения, обогащённые водородом типа метана CH4 или силана SiH4, в которых электронная плотность атомов водорода эквивалентна ситуации сжатия чистого водорода, находящегося под давлением нескольких сот МПа.

Интересно, а если вместо углерода или кремния взять более тяжёлые элементы? Возможно быдет снизить необходимое давление? Или там другие факторы начнут играть роль?
27.03.2008 10:29#
vortex
Сверхпроводимость в водороде и водородсодержащих соединениях

В той же статье сообщается есть ссылка на теоретическую работу Novel Superconductivity in Metallic SnH4 under High Pressure , в которой речь идёт о предсказании сверхпроводимости соединения олова с водородом SnH4 c Tc = 80 K при давлении 120 ГПа.

28.03.2008 11:25#
n0isy
Сверхпроводимость в водороде и водородсодержащих соединениях
Простите за делитантность - а дорогой сердцу свинец?
28.03.2008 15:40#
atrus
Сверхпроводимость в водороде и водородсодержащих соединениях
А кроме свинца есть ещё вероятность получения стабильных сверхтяжёлых элементов... :)
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2783

Всего записей
и комментариев: 50264

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 17

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия