Фізики з Китаю виявили надпровідність у двох нових сполуках на основі заліза - CsEuFe4As4 і RbEuFe4As4. Цікаві ці речовини тим, що крім надпровідного переходу, в них спостерігається також і ферромагнітне впорядкування, в той час як традиційно вважається, що магнетизм і надпровідність схильні придушувати один одного. Препринти статей розміщені на сайті arXiv.org
Надпровідники - це речовини, опір яких нижче якоїсь критичної температури (TC) здатний падати до величин, експериментально невідличних від нуля. Ці матеріали вже знайшли безліч застосувань: з них виготовляють надпотужні магніти для магнітно-резонансної томографії і великого адронного колайдера (БАК), надточні детектори магнітного поля (СКВИДи) і так далі. Їх широке застосування в побуті обмежується низькими критичними температурами - для прояву ефекту необхідне охолодження за допомогою рідкого гелію або азоту. Тому вчені не припиняють пошук нових надпровідників в надії відшукати з'єднання з критичною температурою, близькою до кімнатної.
Крім падіння опору до нуля, відмінною властивістю цих матеріалів є ефект Мейснера - виштовхування магнітного поля зі свого обсягу, тобто сильний діамагнетизм. Збільшення величини зовнішнього магнітного поля зазвичай призводить до зниження критичної температури і, в кінцевому підсумку, руйнування надпровідності. Тому традиційно вважається, що наявність «магнітних» іонів або магнітного впорядкування, через які зразок, навпаки, втягується в магнітне поле, може стати причиною придушення надпровідності.
Однак були відкриті як сполуки, в яких надпровідний стан виникає при температурах нижче магнітного впорядкування - UGe2, URuGe і UCoGe, так і речовини, в яких надпровідність руйнується при температурі магнітного фазового переходу - ErRh4B4. На думку вчених, пояснення причин такої різної поведінки допоможе в розумінні природи взаємозв'язку між надпровідністю і магнетизмом, і, в кінцевому підсумку, в пошуку надпровідників з високим значенням критичної температури та інших параметрів.
У новій роботі автори вперше зареєстрували надпровідність у двох раніше невивчених сполуках на основі заліза - CsEuFe4As4 і RbEuFe4As4. Крім того, вчені показали, що нижче температури надпровідного переходу - 35.2 і 36.5 кельвін, відповідно - відбувається ферромагнітне впорядкування, яке не руйнує надпровідність. Температури ферромагнітного переходу становлять 15.5 і 15 кельвін.
Можливість співіснування цих конкуруючих явищ в CsEuFe4As4 і RbEuFe4As4 вчені пояснюють наявністю двох структурних підсистем, кожна з яких відповідальна за «свою» властивість. У залізо-арсенідних шарах виникають так звані куперівські пари - переносники надпровідного струму. У той час як іони європія, які поділяють між собою деякі з цих шарів, відповідальні за магнітні властивості.
Вчені відзначають, що їх дані попередні, і для точного доказу і подальших досліджень потрібно виростити монокристалічні зразки. Поки що авторам вдалося отримати з'єднання тільки у вигляді порошків.