Российские и американские ученые получили сверхпроводник на основе алмаза.

Рис.1. Резистивные переходы легированного алмаза при разных давлениях.

Сверхпроводимость легированных полупроводников давно привлекает внимание теоретиков. Однако экспериментально обнаружено очень мало таких соединений, да и то с очень низкими критическими температурами T_c = (0.05 - 0.25) К у SrTiO₃ и T_c = (0.1 - 0.5) К у GeTe и SnTe. Теперь их стало больше: сотрудники Института физики высоких давлений РАН при поддержке своих коллег из ФИАНа и Лос-Аламоса изготовили сверхпроводник из алмаза. Для этого они легировали алмаз бором. Валентность бора на единичку меньше, чем у углерода, поэтому частичное замещение углерода бором приводит к появлению в образце дырочных носителей (oценка концентрации дырок в образце дала несколько единиц на 10²¹ см^-3). С другой стороны, радиус атомов бора тоже меньше, чем у атомов углерода, поэтому они сравнительно легко замещают последние в кристаллической решетке. Хотя простота эта весьма относительна: при синтезе были использованы давления около 100 тысяч атмосфер и температуры до 2800 К.

Начало диамагнитного перехода и нуль электросопротивления имеют место при температуре = 2.3 К, хотя резистивный переход начинается при более высокой температуре T ~ 4 К. Это связано, по- видимому, с неоднородным распределением бора по образцу и свидетельствует о возможности повышения критической температуры за счет оптимизации концентрации бора (то есть концентрации дырок). Теплоемкость при T_c = 2.3 К имеет четко выраженную аномалию. При увеличении давления величина Tc уменьшается со скоростью dT_c/dP = ­0.06 К/ГПа, тогда как в чистом боре T_c при сжатии возрастает. Таким образом, исключается возможность того, что наблюдавшийся сверхпроводящий переход был паразитным эффектом, связанным с перколяционной сверхпроводимостью по включениям бора. Как известно, германий, кремний и их сплавы тоже кристаллизуются в структуру алмаза. Не исключено, что при умелом легировании таких материалов будут получены новые сверхпроводники.

Источник информации - заметка Л.Опенова в бюллетене ПерсТ, выпуск 08 за 2004 г.