Anonim
Superlaidžios vario oksido struktūros žemėlapis. Kreditas: Nicolle R Fuller

Superlaidžios vario oksido struktūros žemėlapis. Kreditas: Nicolle R Fuller

Tyrėjai išsiaiškino, kad elektronų bangos, vadinamos krūvio tankio bangomis arba krūvio tvarka, sukuria susuktas elektronų „kišenes“ šiose medžiagose, iš kurių iškyla superlaidumas.

Rezultatai paskelbti birželio 15 d. Žurnalo „Nature“ numeryje.

Žemos temperatūros arba įprasti superlaidininkai pirmą kartą buvo identifikuoti XX amžiaus pradžioje, tačiau prieš pradedant rodyti superlaidumą, juos reikia atvėsinti iki absoliučiojo nulio (nulis laipsnių pagal Kelvino skalę arba –273 laipsnių C).

n

Vadinamieji aukštos temperatūros superlaidininkai gali turėti tas pačias savybes esant temperatūrai iki 138 kelvinų (-135 laipsnių C), todėl jie yra daug tinkamesni praktiniam naudojimui.

Tačiau naujų aukštos temperatūros superlaidininkų atradimo procesą būtų galima apibūdinti kaip atsitiktinį.

„Viena iš aukštų temperatūrų superlaidininkų problemų yra ta, kad mes nežinome, kaip rasti naujus, nes mes iš tikrųjų nežinome, kokie komponentai pirmiausia yra atsakingi už aukštos temperatūros superlaidumo sukūrimą“, - sakė jis. Dr. Suchitra Sebastian iš Cavendish laboratorijos, pagrindinė straipsnio autorė.

„Mes žinome, kad yra kažkokie klijai, dėl kurių elektronai susiporuoja, bet mes nežinome, kas yra tie klijai“, - sakė Sebastianas.

Superlaidininke, kaip ir bet kuriame elektroniniame įrenginyje, srovė perduodama per krūvį elektronui. Skirtingi superlaidininkai yra tai, kad elektronai keliauja sandariai sujungtomis poromis.

Keliaudami savarankiškai, elektronai linkę sustoti vienas į kitą, todėl prarandama energija. Bet kai suporuojami, elektronai sklandžiai juda per superlaidininko struktūrą, todėl superlaidininkai gali perduoti srovę be pasipriešinimo.

Įprastų superlaidininkų raktas yra elektronų sąveika su medžiagos gardelės struktūra. Šios sąveikos metu susidaro „klijai“, laikantys elektronus kartu.

Klijų stiprumas yra tiesiogiai susijęs su superlaidininko stiprumu, o kai superlaidininkas yra veikiamas padidėjusios temperatūros ar magnetinio lauko stiprumo, klijai susilpnėja, elektronų poros skyla ir superlaidumas prarandamas.

„Mes bandome suprasti, kokia buvo sąveika su medžiaga prieš susiejant elektronus, nes viena iš tų sąveikų turi būti atsakinga už klijų sukūrimą“, - sakė dr. Sebastianas.

Kai elektronai jau yra suporuoti, sunku žinoti, kas juos sukūrė. Bet jei mes galime atitrūkti poras, tada galime pamatyti, ką daro elektronai, ir, tikimės, suprasti, iš kur atsirado superlaidumas. “

Superlaidumas paprastai yra svarbesnis už kitas savybes. Pvz., Jei normalioje būsenoje superlaidininkas buvo magnetas, slopinantis, kad magnetizmas sukelia superlaidumą.

„Taigi, nustatant įprastą superlaidininko būseną, naujų identifikavimo procesas taptų daug mažiau atsitiktinis, nes mes žinotume, kokių medžiagų pirmiausia reikia ieškoti“, - sakė dr. Sebastianas.