Российские физики получили сверхпроводящие алмазы

Такие алмазы получали и ранее, но на этот раз новый материал оказался сверхпроводящим при температуре около 4 К. Сверхпроводящие свойства сохранялись и при воздействии сильных магнитных полей. В обычных условиях алмаз является изолятором, имеет хорошую теплопроводность и не меняет своих свойств в сильных электрических полях. Эти особенности делают алмаз привлекательным для использования в различных областях электроники. Добавки бора значительно влияют на электрические свойства алмаза, который становится при этом полупроводником. Сам по себе бор, один из самых легких элементов в природе, становится сверхпроводником при охлаждении до 6 К и при сжатии до 160 ГПа.

Группе российских ученых удалось внедрить бор в решетку алмаза. Материал был получен при реакции карбида бора (B₄C) с графитом при температуре около 2500 К и давлении 8 ГПа. Реакция длилась несколько секунд, концентрации бора в полученном алмазе составляли 2-3%. Российские физики измерили электрическое сопротивление и магнитную восприимчивость и установили, что температура перехода в сверхпроводящее состояние 4 К, а критическое магнитное поле, при котором еще сохраняется сверхпроводящее состояние, составляет 3,5 Тесла.

Владимир Сидоров и его коллеги считают, что поведение нового материала вполне может быть объяснено теорией БКШ (Бардина-Купера-Шриффера), которая вводит взаимодействие электронов и фононов (колебаний кристаллической решетки), в результате чего электроны могут преодолевать взаимное электростатическое отталкивание и группироваться в пары. Стоит отметить, что работа российских ученых и их американских коллег будет предметов критики со стороны научного сообщества - доказательства сверхпроводимости пока лишь косвенные. Физики собираются продолжить и расширить исследования, изучив возможности введения добавок элементов четвертой группы (германия и кремния) в структуру кристаллической решетки алмаза.