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.
Давление 0,38 ГПа, при котором появляется сверхпроводимость, примерно в 3800 раз больше атмосферного — как если бы на ноготь большого пальца поставили легковой автомобиль.