Лантановые гидриды, в том числе LaH₁₀, относятся к сверхпроводящим системам с самой высокой из известных температурой перехода. Для их стабильного существования обычно требуется экстремальное давление — свыше 100 ГПа. Образцы при этом настолько малы, что традиционными магнитными методами измерить эффект Мейснера сложно.
Исследовательская группа Института физики Китайской академии наук и Национального исследовательского центра физики конденсированных сред в Пекине использовала квантовый сенсор на основе азотно-вакансионных центров в алмазе. Усовершенствовав среду передачи давления, команда увеличила рабочее давление сенсора почти до 180 ГПа.
В достаточно отожжённых образцах при охлаждении без магнитного поля и последующем нагревании в поле исследователи обнаружили локальное магнитное экранирование. Эксперименты с охлаждением в поле и нагреванием подтвердили спонтанный эффект Мейснера для магнитного потока.
При давлении 155 ГПа температура сверхпроводящего перехода образца достигла 237 К. Это близко к рекордному значению 240–255 К, зарегистрированному для LaH₁₀. У недостаточно отожжённых образцов переход происходил при 190–220 К. Измерения синхротронной рентгеновской дифракцией показали, что переход соответствует фазе LaH₉.₅±δ.
Магнитная визуализация с пространственным разрешением выявила сосуществование сверхпроводящих и несверхпроводящих участков внутри образца. Это даёт количественную основу для оценки и улучшения однородности гидридных образцов.
Работа представила прямые экспериментальные свидетельства эффекта Мейснера в сверхпроводящих лантановых гидридах и показала потенциал алмазных квантовых сенсоров в условиях сверхвысокого давления. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Исследование поддержали национальные научные программы Китая и проекты Китайской академии наук.
Перевод с китайского выполнен с помощью искусственного интеллекта. Источник: Китайская академия наук
