Крошечный бутерброд из оксидов, выращенный слой за слоем, становится идеально проводящим при температуре около минус 200 градусов Цельсия. Это не фокус, а новая глава в поиске высокотемпературных сверхпроводников. Материал с формулой La₂PrNi₂O₇ на подложке из алюмината неодима — представитель никелатов Руддлесдена-Поппера, структурных родственников знаменитых купратов, где сверхпроводимость открыли почти сорок лет назад.

Главная интрига всегда пряталась в «псевдощели» — загадочном состоянии, где электроны уже чувствуют будущее спаривание, но ещё не текут без сопротивления. Оно как туман над рекой: видно, что вода есть, но не разглядеть ни глубины, ни течения. В новом никелатном гетероструктурном «бутерброде» этого тумана не оказалось. Фотоэмиссионная спектроскопия с угловым разрешением — метод, выбивающий электроны светом и фиксирующий их энергию и направление, — показала чёткую картину: при охлаждении ниже критической температуры возникает сверхпроводящая щель (энергетический зазор, запрещающий электронам рассеиваться), а на её краях вырастают острые пики — признак рождения электронных пар.

Электронная структура оказалась многозонной: поверхность Ферми (граница, разделяющая занятые и свободные электронные состояния) состоит из трёх типов карманов — альфа, бета и гамма. Интересно, что гамма-карман присутствовал во всех плёнках, независимо от того, становились они сверхпроводящими или нет. Значит, секрет не в нём одном, а в тонком взаимодействии всех трёх «карманов» и, возможно, в том, как кристаллическая решётка напрягается из-за несоответствия параметров с подложкой.

Так слоистый бутерброд из никеля и кислорода рассказал о себе больше, чем ожидали. Он показал, что высокотемпературная сверхпроводимость может существовать без псевдощелевого «тумана», и дал в руки исследователей чистый термодинамический сигнал. Теперь, меняя состав и натяжение плёнок, можно целенаправленно искать условия, при которых электронные пары бегут без сопротивления при ещё более высоких температурах.