Может ли кремний обладать свойством сверхпроводимости при охлаждении до приближенной к абсолютному нулю температуры?

Valentinovich

32

Отличный вопрос! Давайте рассмотрим его подробно.

Сверхпроводимость - это явление, при котором электрическое сопротивление материала полностью исчезает при его охлаждении до очень низкой температуры, которая близка к абсолютному нулю (-273,15 градусов по Цельсию).

Основным условием для сверхпроводимости является наличие так называемых "Куперовских пар", которые образуются между электронами в веществе. В большинстве случаев сверхпроводимость проявляется в некоторых специальных материалах, состоящих из соединений металлов или неметаллов, таких как сверхпроводники I типа (с магнитным полем) и II типа (без магнитного поля).

Кремний является полупроводником, а не металлом. Наблюдать сверхпроводимость в кремнии в его чистом состоянии при охлаждении до приближенной к абсолютному нулю температуры невозможно. Несмотря на то, что сверхпроводимость была обнаружена в различных материалах, таких как ртутивые соединения и комплексы окиси меди, она обычно не проявляется в полупроводниках, в том числе и в кремнии.

Однако существуют исключения. Исследования показывают, что кремний в некоторых условиях может обладать свойствами сверхпроводника при очень высоких давлениях. Например, в результате сильного давления в комбинации с другими химическими элементами, кремний может стать сверхпроводником при низких температурах. Однако эти условия требуют экстремальных давлений, которые трудно достичь в обычных условиях.

Таким образом, хотя кремний в своем чистом состоянии не обладает свойствами сверхпроводимости при охлаждении до приближенной к абсолютному нулю температуры, некоторые исследования показывают, что он может проявлять сверхпроводимость в специальных условиях, таких как высокое давление и комбинация с другими элементами. Однако эти исследования все еще являются активной областью научных исследований, и больше исследований требуется для полного понимания и применения сверхпроводимости кремния.