Недавнее открытие сверхпроводимости MgB₂ при 39 К [J.Nagamatsu et al, Nature, 410, 63 (2001)] вызвало целый бум исследований и публикаций: в настоящее время в электронном архиве препринтов cond-mat ежедневно появляется по несколько новых статей на эту тему. Большинство работ посвящено изучению свойств самого MgB₂, однако есть и статьи, в которых докладываются результаты поиска других похожих сверхпроводников. В частности, в работе китайских физиков от 5 марта [cond-mat/0103101] сообщается о наблюдении сверхпроводящей фазы в дибориде магния с примесью меди
Mg_1-xCu_xB₂ при температурах вплоть до 49 К. Операция добавления в основной материал примесей других элементов называется допированием или легированием: здесь берут MgB₂ и часть x магния Mg заменяют на медь Cu. Получается соединение Mg_1-xCu_xB₂ - диборид магния, допированный (легированный) медью.

Зависимость электросопротивления Mg0.8Cu0.2B2 от температуры

В этой работе были приготовлены образцы
Mg_1-xCu_xB₂ с различным содержанием меди (x = 0.001 ... 1). Методами рентгеновской дифракции было выяснено, что эти соединения представляют собой смесь двух фаз MgB₂ и Cu₂Mg. Было определено, что допирование медью существенно влияет на температуру перехода образца в сверхпроводящее состояние. Максимальное значение T_c достигалось при x=0.2: в таком соединении электрическое сопротивление образца начинало резко падать при температуре
49 К и обращалось в нуль при 45.6 К (см. Рисунок). Конечная ширина области перехода в сверхпроводящее состояние объясняется авторами неоднородной, дисперсной структурой соединения.

Выбор меди для допирования диборида магния объяснялся желанием повысить концентрацию свободных дырок в материале. Дело в том, что уже самые первые теоретические исследования электронной структуры диборида магния показали, что его сверхпроводимость вызвана небольшой концентрацией свободных дырок в борных плоскостях. Однако для выяснения того, повышает ли концентрацию дырок допирование медью, требуются дальнейшие исследования.

Игорь Иванов