Искусственные дефекты в квантовых материалах могут придать им свойства сверхпроводника

Международная группа исследователей, возглавляемая учеными Центра квантовых материалов Университета Миннесоты, обнаружила, что деформации квантовых материалов и дефекты кристаллической структуры могут улучшать электрические свойства материала.

Unsplash

Квантовые материалы обладают необычными магнитными и электрическими свойствами, которые могут произвести революцию практически во всех сферах жизни и позволят создать высокоэнергоэффективные и более быстрые и точные электронные устройства — если научиться контролировать их свойства.

Ученые использовали пластическую деформацию для создания протяженных периодических дефектов в титанате стронция (SrTiO3) — из-за его свойств его ещё называют «квантовым параэлектриком». Дефекты вызвали изменения в электрических свойствах и придали материалу сверхпроводимость.

Отметим, что упругая деформация широко используется для работы с квантовыми материалами. Упругая деформация — это такая деформация, при которой материал возвращается к своей первоначальной форме после прекращения воздействия.

Эффекты неупругой деформации — необратимого изменения формы, изучены не так хорошо. Однако учёные полагали, что такие «грубые» методы только испортят материал — и были крайне удивлены результатами. Дефекты улучшили сверхпроводящие свойства материала, а значит, при достаточно низких температурах он сможет проводить электричество без потерь энергии. Да и ученые смогут использовать такие методы для изучения тысяч других материалов.

Исследование опубликовано в журнале Nature Materials.