В США создали технологию производства дешевых пленочных сверхпроводников

МОСКВА, 7 августа. /ТАСС/. Американские физики разработали подход, позволяющий дешево производить высококачественные сверхпроводники на базе пленок из оксидов редкоземельных металлов, меди и бария, способные транспортировать рекордно сильный ток в широком диапазоне температур и магнитных полей. Их можно будет использовать для создания проводящих элементов в термоядерных реакторах, сообщила пресс-служба Университета Буффало.

"Результаты наших опытов помогут промышленникам дополнительно оптимизировать методику нанесения сверхпроводящих покрытий, что позволит снизить цену этих материалов при сохранении высокого качества. Улучшение данного параметра критически важно для начала широкого использования данного класса сверхпроводников в промышленности", - заявил профессор Университета Буффало Амит Гойял, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Профессор Гойял и его коллеги разработали подход, который позволяет значительно упростить производство пленочных сверхпроводников на базе так называемых ReBCO-материалов. Так ученые называют сложно устроенные вещества, которые состоят из атомов кислорода, бария, меди и одного из редкоземельных металлов, в том числе иттрия, неодима, лантана, самария, европия и гадолиния.

Как объясняют физики, многие из этих сверхпроводников способны проводить ток без потерь энергии при температурах, близких или превышающих точку кипения жидкого азота. Это делает их особенно интересными для практического использования, так как конструкции из ReBCO-материалов можно охлаждать при помощи дешевого жидкого азота, а не дорогостоящего жидкого гелия. Этому, однако, пока мешает то, что данные материалы сложно и дорого наносить на различные поверхности, в том числе на различные провода.

Американские физики выяснили, что высококачественные пленки из ReBCO-сверхпроводников можно производить при помощи лазеров, испаряющих исходные материалы и позволяющих послойно наносить атомы редкоземельных металлов, меди, бария и кислорода на подложки из оксида магния. Этот подход уже применяется для производства сверхпроводниковых проводов, однако он не позволял в прошлом получать пленки, способные проводить большие количества тока.

Разработанный физиками подход позволяет обойти эту проблему путем вставки большого числа наноколонн в толщу сверхпроводящей пленки. Благодаря этому ReBCO-пленка проводит при низких температурах около 190 млн ампер на квадратный сантиметр поверхности при отсутствии магнитных полей, и около 90 млн ампер при воздействии поля мощностью в 7 Тесла. Эти рекордные показатели, по словам исследователей, позволяют использовать созданный ими подход для производства магнитов для МРТ-сканеров, а также различных компонентов термоядерных реакторов.