_ Oamenii de știință aruncă lumină asupra interiorului funcționarea unei noi clase de supraconductori neconvenționali

O echipă de oameni de știință de la Laboratorul național Ames al Departamentului de Energie al SUA și Laboratorul național de accelerație SLAC a furnizat noi date și analize privind nichelații cu strat infinit. Acest material este o clasă recent descoperită de supraconductori neconvenționali. Rezultatele oferă noi perspective asupra modului în care acești supraconductori funcționează și a modului în care diferă de alți supraconductori.

Lucrarea „Evidence for d-wave superconductivity of infinite-layer nickelates from low-energy electrodynamics” a fost publicată în Materiale din natură.

Superconductivitatea este atunci când un material conduce electricitatea fără pierderi de energie sub o temperatură critică. Supraconductorii sunt folosiți în tehnologii precum aparatele RMN și calculatoarele cuantice.

Există două tipuri de supraconductori, convenționali și neconvenționali. Principala diferență dintre cele două tipuri este temperatura critică. Supraconductorii convenționali funcționează, de obicei, la temperaturi foarte scăzute. Mulți supraconductori neconvenționali funcționează la temperaturi mai ridicate (deși încă foarte scăzute). Cercetătorii caută temperaturi mai ridicate pentru a deschide noi utilizări pentru supraconductori, dar și pentru a dezvălui mecanismele care dau naștere acestor comportamente neconvenționale.

Conform lui Jigang Wang, om de știință la Ames Lab, supraconductorii sunt, de asemenea, diferiți la nivel electronic. Când un supraconductor atinge temperatura sa critică, se formează perechi de electroni numite perechi Cooper. Aceste perechi Cooper creează un gol supraconductor. Acest decalaj este energia minimă necesară pentru ca electronii să se miște individual.

În supraconductorii convenționali, decalajul este de aceeași dimensiune în toate direcțiile (de exemplu, în supraconductivitatea undei s). Cu toate acestea, în supraconductorii neconvenționali, dimensiunea decalajului poate fi diferită în funcție de direcția în care electronii curg (de exemplu, în supraconductivitatea undei d).

„Unul dintre cei mai recenti și potențial revoluționari supraconductori neconvenționali este infinit. -strat de nichelat”, a spus Bing Cheng, cercetător postdoctoral în Laboratorul Wang. Acest material a fost descoperit inițial de Harold Hwang la SLAC, de asemenea parte a echipei de cercetare.

Nichelații cu strat infinit sunt extrem de subțiri și complexi, existenți ca filme pe alte materiale. Aceste proprietăți fac dificilă utilizarea instrumentelor convenționale pentru investigarea proprietăților fundamentale ale acestor supraconductori.

Pentru a face față acestei provocări, echipa lui Wang de la Ames Lab și-a folosit expertiza în spectroscopie cu unde teraherți pentru a examina nichelații. Cu aceste instrumente, ei au măsurat dimensiunile golurilor și au descoperit fluctuații superconductoare rapide atunci când materialul este aproape sau peste temperatura sa critică.

Rezultatele lor au confirmat că materialul are o supraconductivitate a undei d, care este similară cu unele neconvenționale. supraconductori identificați de Zhi-Xun Shen, un membru al echipei de la Universitatea Stanford. Shen a dedicat mai mult de trei decenii dezvăluirii secretelor supraconductivității undei d.

Conform lui Wang, înțelegerea naturii supraconductivității neconvenționale este încă una dintre cele mai mari provocări în fizica materiei condensate și a materialelor de astăzi. „Există încă dezbateri cu privire la ceea ce lipește electronii din perechile Cooper”, a spus el. Cu toate acestea, înțelegerea acestor nichelați ar putea oferi o soluție la acest puzzle de lungă durată.

(Fluierul)