УГЛЕРОДНЫЕ НАНОТРУБКИ МОГУТ БЫТЬ СВЕРХПРОВОДЯЩИМИ

Группа голландских исследователей уже использует наноструктуры для создания элементов электронных схем - логических ключей, микропроводов и волноводов, излучателей электронных пучков. Очень интересно, могут ли углеродные нанотрубки управлять элементарными частицами высоких энергий? Но пока необычная форма и чрезвычайно малый размер наноструктур служат источником интригующих электронных свойств, среди которых - недавно обнаруженная у них сверхпроводимость.

Физики из Гонконга показали, что нанотрубки исключительно малого диаметра становятся сверхпроводящими при относительно высоких температурах. Используя собственную методику, исследователи синтезировали одностенные нанотрубки внутри кристаллов цеолита (этот минерал из класса алюмосиликатов состоит из тетраэдрических кристаллов [SiO₄]^4- и [AlO₄]^5-, которые собраны в трехмерный каркас, пронизанный порами и каналами). Трубки диаметром 4x10^-8 сантиметра, по-видимому, должны стать сверхпроводящими при температуре около 15 K, что намного выше температур, характерных для обыкновенных сверхпроводников.

Эти самые последние результаты объявлены вскоре после сообщений французских и российских исследователей, что пучки одностенных нанотрубок действительно становятся сверхпроводящими, хотя при более низкой температуре - 0,55 K.

Расчеты показывают, что чем меньше диаметр трубки, тем выше температура сверхпроводящего перехода. Это связано с тем, что при большой кривизне поверхности на ней увеличивается взаимодействие между электронами и фононами (колебаниями кристаллической решетки), которое существенно для сверхпроводимости.

Исследователи сопоставляют свойства поверхностей трубок чрезвычайно малой кривизны и фуллеренов (сферических молекул углерода, состоящих из шестидесяти его атомов, С₆₀). Фуллерены с примесью щелочных металлов остаются сверхпроводящими до 40 K, а кристаллы фуллеренов с дырочной примесью приобретают сверхпроводящие свойства при 52 K. Теперь физики пробуют добавлять примеси в нанотрубки (допировать их) в надежде повысить температуру сверхпроводящего перехода.