• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Oväntade egenskaper avslöjade i nyligen upptäckt superledare

    Forskare från Tokyo Metropolitan University har funnit att kristaller av ett nyligen upptäckt supraledande material, en skikt av vismutkalkogenid med en fyrfaldig symmetrisk struktur, visar endast tvåfaldig symmetri i sin supraledning. Ursprunget för supraledning i dessa strukturer är ännu inte väl förstått; detta fynd antyder ett samband med en gåtfull klass av material som kallas nematiska supraledare och de extraordinära mekanismer genom vilka supraledning kan uppstå vid lättare att nå temperaturer.

    Superledare är material med noll elektrisk motstånd. De har redan sett många applikationer för kraftfulla elektromagneter, särskilt i enheter för medicinsk magnetisk resonansavbildning (MRI), där de används för att generera de starka magnetfält som krävs för högupplöst icke-invasiv avbildning. Dock, Det finns betydande hinder som förhindrar mer utbredd användning, t.ex. för kraftöverföring över långa sträckor. Det mest anmärkningsvärda är att konventionell supraledning endast uppstår vid extremt låga temperaturer. De första "högtemperatur" superledarna hittades först under senare hälften av 1980-talet, och mekanismerna bakom hur de fungerar diskuteras fortfarande hårt.

    Under 2012, Prof Yoshikazu Mizuguchi från Tokyo Metropolitan University lyckades konstruera skiktade vismutkalkogenidmaterial med alternerande isolerande och supraledande lager för första gången. (Kalkogenider är material som innehåller element från grupp 16 i det periodiska systemet.) Nu, samma team har gjort mätningar på enkelkristaller i materialet och funnit att rotationssymmetriegenskaperna hos den kristallina strukturen inte replikeras i hur superledningen förändras med orienteringen.

    Rotationssymmetri bryter magnetoresistansen i LaO 0,5 F 0,5 BiSSe under magnetfält i planet, möjligen på grund av elektronisk nematicitet. Upphovsman:Tokyo Metropolitan University

    Materialet gruppen studerade bestod av supraledande lager av vismut, svavel och selen, och isolerande lager av lantan, fluor och syre. Viktigt, kalkogenidskikten hade fyrfaldig rotationssymmetri (eller tetragonal) d.v.s. samma när de roterades 90 grader. Dock, när laget mätte materialets magnetoresistans i olika riktningar, de hittade bara tvåfaldig symmetri, dvs samma när den roterades 180 grader. Ytterligare analyser vid olika temperaturer tyder inte på några förändringar i strukturen; de drog slutsatsen att detta symmetribrott måste uppstå från arrangemanget av elektronerna i skiktet.

    Begreppet nematiska faser kommer från flytande kristaller, där oordning, amorfa uppsättningar av stavliknande partiklar kan peka i samma riktning, bryter rotationssymmetri medan den förblir slumpmässigt fördelad över rymden. Väldigt nyligen, det har antagits att något liknande i den elektroniska strukturen av material, elektronisk nematicitet, kan ligga bakom uppkomsten av supraledning i högtemperatursupraledare. Denna upptäckt kopplar tydligt detta mycket anpassningsbara system till högtemperatursupraledare som koppar och järnbaserade material. Teamet hoppas att ytterligare undersökningar kommer att avslöja kritiska insikter om hur annars vitt skilda material ger upphov till liknande beteende, och hur de fungerar.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com