Små Fermi-fickor avslöjas av laser-ARPES. Kreditera: Vetenskap (2020). DOI:10.1126/science.aay7311
Ett team av forskare knutna till en mängd institutioner i Japan och en i Storbritannien har observerat Fermi-fickor under experiment med en femlagers kuprat, bekräftande teorier. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskap , gruppen beskriver sin studie av kupraten Ba 2 Ca 4 Cu 5 O 10 (F, O) 2 och vad de lärde sig om supraledning. Inna Vishik med University of California Davis, har publicerat ett Perspective-stycke i samma tidskriftsnummer som ger bakgrund om supraledningsforskning som involverar kuprater och deras övergångstemperaturer och beskriver det arbete som gjorts av teamet i Japan.
Cuprater definieras av deras anjoniska kopparkomplex. De har också de högsta övergångstemperaturerna för supraledande material. Supraledare är, självklart, material som låter elektricitet passera genom dem utan motstånd. De flesta material måste genomgå behandling för att bli supraledande, som att bli nedkyld. Sådana material har alltså ett övergångssteg när de övergår från en vanlig ledare till en supraledare.
Som Vishik noterar, tidigare forskning har visat att kuprater har några av de högsta övergångstemperaturerna, gör dem till inbjudande mål för undersökningar. Under de senaste åren, en betydande mängd arbete har belyst de faktorer som bidrar till supraledning, men hittills, det är fortfarande inte särskilt väl förstått. Vishik noterar att forskare har studerat bara några få kuprater, trots de hundratals cuprates att välja mellan. Det var av denna anledning som teamet i Japan valde att studera en kuprat som har sett lite eller ingen forskning, det femdubbla skiktet kuprat, Ba 2 Ca 4 Cu 5 O 10 (F, O) 2 .
Arbetet involverade dopning av kupraten i en Mott-isolator – en uppgift som tidigare har visat sig utmanande. Teori har föreslagit att om en liten koncentration av laddningsbärare läggs till en Mott-isolator, Fermi-fickor bör bli observerbara. Forskarna kunde övervinna problem som andra forskare upplevt på grund av deras val av kuprat. Den har en enhetscell med fem kopparoxidplan istället för de vanliga två, vilket gör det mycket lättare att observera fickorna när de blev synliga. Forskarna kunde se två av dem i sitt arbete, stärkte teorierna som förutspådde dem.
© 2020 Science X Network
