Российские ученые создали «невозможный» сверхпроводник

Сверхпроводимость и магнетизм — два явления, которые, как правило, не любят взаимодействовать и, даже наоборот, ухудшают свойства друг у друга. Тем не менее исследователи из МФТИ вместе с коллегами из Университета Гёттингена в Германии смогли обнаружить некий материал, у которого свойства становятся лучше при наличии сверхпроводящих слоев. В частности, при наличии сверхпроводящих слоев на обеих границах раздела «сверхпроводник — ферромагнетик» возникает массивный сдвиг ферромагнитного резонанса в сторону высоких частот.


Чтобы понять, как это происходит, исследователи проанализировали динамику магнитного момента на интерфейсах «сверхпроводник — ферромагнетик». Оказалось, что они «цепляются» за сверхпроводящие токи, так что эти токи начинают макроскопически циркулировать. Такое простое явление и приводит к тому, что радикально меняются частоты резонанса. Другими словами, сверхпроводимость и магнетизм начинают взаимодействовать, усиливая друг друга вместо того, чтобы ухудшать свои свойства.


— профессор Игорь Головчанский, один из авторов исследования.

Интересно, что данное явление может иметь практическое применение в магнитометрии, которая используется для измерения магнитных полей. Пока что это только теоретическая возможность, но исследователи считают, что в будущем будет возможность создавать более точные и чувствительные магнитометры на основе этих данных.

Открытие может быть востребовано в криогенной СВЧ-электронике. В магнонике, рассматриваемой в качестве альтернативы традиционной кремниевой волновой электронике, спиновые волны, или магноны, используются для передачи и обработки информации в магнитоупорядоченных веществах, например, ферромагнетиках, антиферромагнетиках и ферримагнетиках.

Эти волны имеют ряд преимуществ перед электромагнитными волнами, так как их длина на порядки меньше, что позволяет создавать компактные и перестраиваемые микроустройства для работы с СВЧ-сигналами.

Ранее исследователи обнаружили, что при наличии сверхпроводящих слоев на обеих границах раздела «сверхпроводник — ферромагнетик», возникает сдвиг ферромагнитного резонанса в сторону высоких частот. Однако до сих пор было неизвестно, что на это влияет.

Проект поддержан Российским научным фондом и опубликован в журнале Physical Review Applied.