Давление пробуждает сверхпроводимость в термоэлектрике экспресс
Кусочек теллурида серебра-сурьмы похож на губку: он легко впитывает тепло и превращает его в электричество. Такие материалы называют термоэлектриками, и они уже работают в космических зондах и автомобильных холодильниках. Но если сжать эту губку, она начинает вести себя как сверхпроводник — ток течёт без малейшего сопротивления.
Уже при давлении 0,38 ГПа (как будто на каждый квадратный сантиметр поставили груз в 4 тонны) материал теряет сопротивление при температуре 3,2 кельвина — это холоднее, чем в открытом космосе. Чем сильнее сжатие, тем выше температура перехода: при 31,9 ГПа она достигает 6,9 кельвина. А когда давление снимали, сверхпроводимость не исчезала сразу, а даже немного усиливалась — до 7,4 кельвина.
Самое удивительное: кристаллическая решётка оставалась кубической до 21,7 ГПа, а потом теряла дальний порядок — атомы переставали выстраиваться в строгие ряды. Но при снятии давления структура полностью восстанавливалась, как пружина. Значит, материал можно сжимать и разжимать много раз, не разрушая.
Это открытие показывает, что давление — простой и обратимый способ переключать свойства термоэлектриков. В будущем такие материалы смогут не только превращать тепло в ток, но и служить сверхпроводящими элементами в электронике или датчиках.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.17846
AgSbTe2 is a well-known thermoelectric material with a high Seebeck coefficient and intrinsically low thermal conductivity, but its behavior under pressure remains largely unexplored. Here we report a systematic investigation of the structural, electronic, and transport properties of non-stoichiometric AgSbTe2 under high pressure. At ambient pressure, the material can be described as having a cubic crystal structure that remains stable up to 21.7 GPa beyond which it loses long-range structural order, while its crystal system fully recovers upon decompression. Remarkably, superconductivity emerges at a very low pressure of 0.38 GPa with an onset superconducting critical temperature (Tc) of 3.2 K. Tc increases with increasing pressure, reaching 6.9 K at 31.9 GPa, and peaks at 7.4 K during decompression. Magnetic-field-dependent transport measurements and electronic structure calculations reveal an evolution of the superconducting state driven by an enhanced electronic density of states at the Fermi level under compression. Our findings uncover pressure-induced superconductivity in AgSbTe2 and demonstrate that pressure can effectively tune the electronic ground state of thermoelectric materials, extending their functionality beyond thermoelectric energy conversion.
Давление 0,38 ГПа, при котором появляется сверхпроводимость, примерно в 3800 раз больше атмосферного — как если бы на ноготь большого пальца поставили легковой автомобиль.