Один из известных сверхпроводников – нитрид титана – при определенных условиях может менять свои свойства на противоположные: приобретать не бесконечно малое, а бесконечно большое сопротивление, становясь таким образом "сверхизолятором", сообщает журнал Nature.
По мнению ведущего автора исследования Валерия Винокура из Аргоннской национальной лаборатории США, сверхизолятор, совершенно не проводящий ток, потенциально может использоваться, например, в батарейках – для удержания заряда.
В сверхпроводниках ток может распространяться без сопротивления за счет того, что электроны объединяются в так называемые куперовские пары, совокупность которых ведет себя как единый квантовый объект. Если, однако, сверхпроводник расплющить в плоскую пленку зернистой структуры, то этот объект будет разъединен: куперовские пары образуют "лужицы", разделенные изолирующими участками – джозефсоновскими переходами. Сверхпроводник при этом сохранит свои свойства, так как куперовские пары могут преодолевать джозефсоновские переходы за счет квантового туннелирования.
При температурах, очень близких к абсолютному нулю, джозефсоновские переходы могут переставать пропускать электроны, тем самым полностью блокируя течение тока. Винокур и его коллеги показали, что в сильном магнитном поле (индукция 0,9 тесла) пленка нитрида титана может достигать такого сверхизолирующего (антисверхпроводящего) состояния даже при высоких (сравнительно высоких, разумеется) температурах (70 микрокельвинов).
Исследователи неслучайно называют сверхизолируюшее состояние антисверхпроводящим: по их мнению, эффект вызывается изменением некоторых свойств сверхпроводника на противоположные, таким образом, сделать сверхизолятор из материала, который не является сверхпроводником, невозможно. Эти выводы, однако, вызывают у других специалистов сомнение, отмечает журнал Physics World.