Успешно воспроизведен опыт 1969 года по созданию «выключателя» сверхпроводника

Российские и немецкие физики впервые за последние 55 лет смогли повторить и полностью подтвердить результаты опытов исследователей из Франции и Израиля, которым удалось приспособить структуры из диэлектриков и ферромагнитных материалов для управления работой сверхпроводника. Это открытие позволит ученым улучшить работу так называемых спиновых клапанов, сообщает ТАСС.

Фото: архив ТАСС

Как отмечается в сообщении Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» России, профессор НИУ ВШЭ Яков Фоминов, а также российские и зарубежные ученые получили первое в мире успешное воспроизведение эксперимента, который был проведен еще в 1969 году израильским физиком Ги Дойчером и его французским коллегой Ф. Менье. В рамках этих опытов израильские и европейские ученые выяснили, что многослойные структуры, состоящие из прослоек ферромагнитных материалов и диэлектриков, позволяют гибким образом контролировать свойства заточенного между ними сверхпроводника.

Впоследствии другие ученые неоднократно пытались воспроизвести этот эксперимент и создать на его базе новую форму так называемого сверхпроводящего спинового клапана — устройства, позволяющего при помощи магнитных полей «включать» и «выключать» сверхпроводник. Несмотря на все усилия большого числа коллективов физиков, повторить им этого не удалось, из-за чего ученые начали сомневаться в том, что Дойчер и Менье корректно описали проведенные ими опыты.

Ученые из НИУ ВШЭ, институтов Российской академии наук и Института Лейбница по исследованию твердого тела и материалов подтвердили результаты экспериментов Дойчера и Менье в ходе опытов со слоистой структурой, в которой роль сверхпроводника играл свинец, а роль ферромагнитного материала исполняли слои кобальта толщиной в несколько нанометров. Ученые дополнительно обработали эти слои металла кислородом, что привело к образованию еще более тонких прослоек из диэлектрика в виде оксида кобальта.

Последующие опыты помогли российским и немецким физикам подобрать такую толщину слоев из свинца, кобальта и оксидной пленки, при которой внутри созданной ими многослойной структуры возникал четко выраженный эффект «спинового клапана». Это открытие, как считают исследователи, позволит в ближайшее время улучшить характеристики уже существующих приборов такого рода, используемых при создании различных датчиков и других устройств на базе сверхпроводников.

«С точки зрения наивной логики внедрение элементов, которые не проводят ток, — ухудшение для системы. Однако оказалось, что это не всегда так. Диэлектрические прослойки улучшают систему, а их отсутствие, наоборот, «убивает» сверхпроводимость. По-видимому, мы имеем дело с условно хрупкой сверхпроводимостью, чувствительной к внешним воздействиям», — подытожил профессор Яков Фоминов.