Плёнка, которая держит сверхпроводимость почти год экспресс
Внутри алмазной наковальни, сжимающей образец с силой, которая в миллионы раз превышает атмосферное давление, тонкая плёнка лантана встречается с водородом. Водород поступает из аммиак-борана — порошка, который при нагреве отдаёт свой водород, как губка отдаёт воду. За несколько минут лазерного нагрева рождается плёнка гидрида лантана — материала, который проводит электричество без сопротивления при минус 26 градусах Цельсия.
Этот результат — новый шаг в гонке за сверхпроводниками, работающими при комнатной температуре. Обычные сверхпроводники требуют охлаждения жидким гелием до минус 269 градусов, что дорого и неудобно. Гидрид лантана, синтезированный в виде тонкой плёнки, а не массивного куска, удерживает свои свойства почти год — 300 дней. За это время кристаллическая решётка не разрушилась, а сверхпроводимость не исчезла, даже когда включали магнитное поле, которое обычно «гасит» сверхпроводник.
Плёночная технология открывает путь к созданию тройных гидридов — соединений из трёх элементов, где можно точнее подбирать свойства сверхпроводника. А ещё тонкие плёнки совместимы с микроэлектроникой: из них можно делать миниатюрные датчики, квантовые устройства и линии передачи энергии без потерь. Раньше гидриды получали только в виде порошков или крошечных монолитов, непригодных для схем.
Возвращаясь к образу губки: аммиак-боран отдал водород, лантан впитал его, и под давлением алмазов родился материал, который почти год держит ток без потерь. Теперь задача — сделать так, чтобы он работал при обычном давлении и комнатной температуре. Губка сжата до предела, но вода из неё не вытекла.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2608.18865v1
High-pressure hydrides hold the record for the highest superconducting critical temperatures across all classes of superconductors. Currently lanthanum decahydride, LaH$$_{10}$$, exhibits the highest critical temperature among binaries, with $$T_c \approx$$ 250 K at pressures between 140-180 GPa. Here, we report the synthesis of LaH$$_{10\pm\delta}$$ films in two DACs at pressures of 168 GPa and 176 GPa via in situ laser heating of elemental lanthanum films with ammonia borane (NH$$_3$$BH$$_3$$) as the hydrogen donor. The high-symmetry fcc lanthanum sublattice (space group $$Fm\bar3m$$) is resolved using synchrotron X-ray diffraction, with unit cell parameters in excellent agreement with previous studies on bulk samples. We provide confirmation of high-$$T_c$$ superconductivity in LaH$$_{10\pm\delta}$$ with highest $$T_c$$ of 247 K at 176 GPa evidenced in electrical measurements. The characteristic suppression of superconductivity is observed in magnetic fields. Furthermore, combined diffraction and electrical measurements reveal remarkable temporal stability of both the crystal structure and the high-$$T_c$$ superconductivity over the full measurement period of about 300 days post laser heating. Our work establishes film precursors using physical vapour deposition (PVD) techniques as a practical route to hydride formation, opening a pathway toward the controlled synthesis of promising ternary hydrides and the integration of micro-fabricated device geometries in diamond anvil cells.
Сверхпроводимость в гидриде лантана наблюдается при температуре, которая ниже, чем в морозильной камере (−18 °C), но выше, чем в самой холодной точке Антарктиды (−89 °C).
В романе Артура Кларка «Конец детства» сверхпроводники при комнатной температуре позволяют строить города в воздухе и передавать энергию без проводов.