Ни в одном щелочном металле объемная сверхпроводимость ни разу не наблюдалась при нормальном давлении. Между тем существует фундаментальный вопрос: может ли электронная подсистема этих простейших одновалентных соединений оставаться вырожденной вплоть до нулевой температуры, не переходя ни в магнитное, ни в сверхпроводящее состояние? И если нет, то при какой температуре тот или иной фазовый переход все же происходит? Из всех щелочных металлов наиболее вероятным кандидатом в сверхпроводники считается самый легкий – литий. Но сверхпроводящий переход в литии был зафиксирован лишь при очень высоких давлениях, приводящих к перестройке электронной зонной структуры. А при атмосферном давлении признаков сверхпроводимости не было обнаружено даже при температуре 4 мК.

Рис.1. Магнитная восприимчивость образца лития с Tc = 0.18 мК при различных температурах как функция силы тока, создающего постоянное магнитное поле (~ 10 мТл/А). Для наглядности кривые смещены относительно друг друга по вертикали. Стрелки указывают направление изменения поля (уменьшение или увеличение). Гистерезис обусловлен эффектом переохлаждения.

Первыми здесь преуспели финские ученые из Технологического университета Хельсинки. Особое внимание они уделили чистоте образцов, поскольку даже мизерного количества магнитных примесей достаточно, чтобы разрушить сверхпроводимость в веществе с низкой критической температурой T_c (температурой перехода в сверхпроводящее состояние). Кроме того, малым T_c соответствуют очень слабые критические поля, поэтому внешнее поле в экранировалось до 20 нТл специальным экраном. Было исследовано несколько образцов, и в каждом из них зарегистрирован сверхпроводящий переход (рис. 1), хотя и при существенно различающихся T_c, от 0.16 мК до 0.43 мК. Такой разброс Tc авторы объясняют различной концентрацией магнитных примесей. Любопытно, что в одном из образцов имели место два перехода при разных T_c. Это обусловлено опять же либо неоднородным распределением примесей, либо неоднородностью кристаллической структуры. Дабы убедиться, что полученные ими результаты не являются артефактом (связанным, например, с использованной для охлаждения медной фольгой), финские ученые на той же самой установке и в тех же самых условиях измерили при T = 0.1 мК магнитную восприимчивость образца, не содержащего лития. Эффект оказался отрицательным (что, кстати, накладывает ограничение на T_c меди).

Источник информации - заметка Л. Опенова в бюллетене ПерсТ, выпуск 10 за 2007 г.