Den konventionella visdomen med supraledning är att det är ett tillstånd med noll likströmsresistans, d.v.s. oändlig likströmskonduktivitet. Detta paradigm har emellertid utmanats av upptäckten av högtemperatursupraledare (kuprater), som uppvisar en ändlig likströmsresistans även i supraledande tillstånd. Detta ovanliga beteende har lett till en ny förståelse av supraledning i dessa material, vilket involverar samspelet mellan elektroniska korrelationer, kvantfluktuationer och störningar.

I denna nya bild kännetecknas det supraledande tillståndet i cuprates av närvaron av konkurrerande order, såsom laddningsordning och spinordning. Dessa konkurrerande beställningar leder till bildandet av elektroniska pölar eller kluster, där supraledning kan samexistera med andra typer av ordning. Gränserna mellan dessa pölar är resistiva, vilket ger upphov till ett ändligt likströmsmotstånd i supraledande tillstånd.

Styrkan hos dessa konkurrerande beställningar och storleken på de supraledande pölarna styrs av flera faktorer, inklusive dopning, temperatur och magnetfält. Genom att justera dessa parametrar är det möjligt att kontrollera mängden oordning och graden av elektroniska korrelationer, vilket i sin tur påverkar materialets supraledande egenskaper.

Denna nya förståelse av supraledning i kuprater ger ett ramverk för att förstå de onormala egenskaperna hos dessa material och föreslår nya sätt att designa material med ännu högre supraledande övergångstemperaturer och förbättrad prestanda.

Här är en mer detaljerad förklaring av nyckelbegreppen:

Elektroniska pölar :

I kuprater är det supraledande tillståndet inte enhetligt. Istället består den av små regioner, kallade pölar, där supraledning samexisterar med andra typer av ordning, såsom laddningsordning eller spinordning. Storleken och formen på dessa pölar beror på materialet och de förhållanden under vilka det är supraledning.

Konkurrerande beställningar :

Bildandet av elektroniska pölar är ett resultat av de konkurrerande interaktionerna mellan elektroner i cuprates. Dessa interaktioner inkluderar Coulomb-repulsion, elektron-fonon-koppling och magnetiska utbytesinteraktioner. Den relativa styrkan hos dessa interaktioner avgör vilken typ av ordning som dominerar materialet. I vissa fall kan supraledning samexistera med andra ordningar, medan den i andra fall är helt undertryckt.

Störning :

Störning spelar en avgörande roll för kupraternas egenskaper. Det kan orsakas av föroreningar, defekter eller till och med termiska fluktuationer. Störning kan störa bildandet av elektroniska pölar och leda till en minskning av den supraledande övergångstemperaturen. Men i vissa fall kan störning också inducera supraledning i material som annars skulle vara icke-supraledande.

Genom att förstå samspelet mellan elektroniska korrelationer, kvantfluktuationer och störningar kan vi få en djupare förståelse för den okonventionella supraledningsförmågan i kuprater och designmaterial med förbättrade egenskaper.