Сорок лет исследователи высокотемпературных сверхпроводников на основе меди полагали, что их кристаллы однородны насквозь. Новое исследование учёных из Уорикского университета и Европейского синхротронного источника излучения (ESRF) показало обратное: материал представляет собой мозаику разных структур.
Открытие 1986 года — купраты — обещало революцию в передаче энергии без потерь. Все теории и расчёты строились на представлении о единой кристаллической решётке. Теперь это представление опровергнуто.
С помощью трёхмерной рентгеновской дифракции (3DXRD) команда впервые заглянула глубоко внутрь образца LESCO — лантан-европий-стронциевого купрата. Сканирование от комнатной температуры до 100 кельвинов выявило две разные атомные упаковки, разделённые необычно широкими границами — около 150 нанометров.
Эти границы, по словам химика Марка Сенна, не просто разделяют области, а активно мешают сверхпроводимости. Электроны, которые должны образовывать пары и двигаться без сопротивления, сталкиваются с препятствиями в этих зонах.
Результат объясняет, почему одни образцы работают лучше других, и требует пересмотра многих прежних измерений. Будущие модели должны учитывать эту внутреннюю неоднородность.
Метод 3DXRD, ставший возможным благодаря модернизации ESRF, откроет похожие «скрытые» структуры и в других материалах. Вопрос теперь стоит так: считать ли купрат единым веществом или набором нескольких материалов в одном кристалле.
Понимание реальной структуры приближает практическое применение сверхпроводников при более высоких температурах.
