Тоньше — значит крепче: как плёнки побеждают магнит ✛ ✎

Оригинал: "g-Factor Enhanced Upper Critical Field in Superconducting PdTe2 due to Quantum Confinement"
arXiv:2508.07547 · 2025-08-11 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Учёные выяснили, что плёнка PdTe₂ толщиной 19 нм выдерживает магнитные поля в 10 раз сильнее, чем более толстый образец.

Сверхпроводники — материалы, передающие ток без потерь. В 1950-х Джон Бардин и его коллеги объяснили, что электроны в них объединяются в пары, словно партнёры в танце. Однако Вольфганг Паули показал: достаточно сильное магнитное поле, как вихрь, растащит пару — это предел Паули. Но в слоистом веществе PdTe₂ всё иначе. Когда его раскатывают в плёнку толщиной всего 19 нанометров, электронные пары оказываются в тесной комнате: разойтись некуда, связь крепнет, и нужен ураган, чтобы их разъединить. В эксперименте такая плёнка выдержала поле в 10 раз сильнее толстой.

Схожие процессы идут в нейтронных звёздах — сверхплотных остатках мёртвых звёзд. Там протоны, стиснутые гравитацией, создают сверхпроводящие пары и рождают колоссальные магнитные поля, питающие пульсары.

Это открытие протягивает нить от нанометровых плёнок к галактическим маякам, затрагивая законы Стандартной модели и понятие энтропии в квантовых системах.

Плёнка PdTe₂ толщиной 19 нм в пять раз тоньше оболочки вируса гриппа. Отдельные слои этого материала можно сдвигать скотчем, открывая путь к гибкой сверхпроводящей электронике.

\mu_0 H_P = \frac{\sqrt{2}\Delta}{g\mu_B}
Максимальное магнитное поле, при котором сверхпроводимость ещё возможна, определяется энергетической щелью Δ и эффективным g-фактором.
Учёные
Wolfgang PauliEnrico FermiPaul DiracSatyendra Nath BoseAlbert EinsteinSubrahmanyan Chandrasekhar
Понятия
g-фактор квантование потока купол сверхпроводимости магнитная сверхпроводимость сверхтекучая жёсткость квант магнитного потока эффект близости критический ток свойства тонких плёнок квант проводимости удержание сверхпроводимость тонких плёнок