Den beräknade 3D Fermi -ytan av CaKFe4As4, ett material som är känt för att ha en hög supraledande temperatur på 35K i rent tillstånd. Kredit:Ames Laboratory
US Department of Energy's Ames Laboratory har framgångsrikt skapat den första rena, enkristallprov av en ny järnarsenid-superledare, CaKFe4As4, och studier av detta material har ifrågasatt några långvariga teoretiska modeller för supraledning.
Materialet är anmärkningsvärt för att ha den höga supraledande temperaturen på 35K utan behov av små mängder ytterligare element (såsom kobolt eller nickel), kallas dopant.
"Det är viktigt eftersom dopningsmedel, som tidigare användes för att framkalla supraledning, stör också supraledning och andra viktiga fysikaliska egenskaper hos material, säger Adam Kaminski, Ames laboratorieforskare och professor vid Institutionen för fysik och astronomi vid Iowa State University. "Detta material gav oss ett utmärkt tillfälle att studera supraledning i orörda prover utan störningar av dopningsmedel."
Med hjälp av högupplöst vinkelupplöst fotoemissionsspektroskopi och densitetsteori, forskare kunde mäta det supraledande gapet i områden i momentumutrymmet som tidigare var otillgängliga i andra material, och fann att deras resultat motsäger den allmänt accepterade antiferromagnetiska fluktuationsmodellen.
"Våra data från prover av orörd järn-arsenik superledare representerar en stor avvikelse från tidigare studier av dopade prover och ifrågasätter några väletablerade teorier, "sa Kaminski." Det betyder att förutsägelserna från tidigare modeller endast delvis är giltiga, och det finns många aspekter som inte är helt förstådda. Vad vårt arbete har uppnått är att skapa en ny ren väg för forskning, för att hitta en allmän modell för att förklara beteendet hos dessa nya superledare. "