Nedavno otkriveni superprovodnik ima neočekivana svojstva

Istraživači sa Sveučilišta Tokyo Metropolitan otkrili su da kristali nedavno otkrivenog supravodljivog materijala, slojevitog bizmutnog halkogenida s četverostrukom simetričnom strukturom, pokazuju samo dvostruku simetriju u svojoj supravodljivosti.

Iako istraživanja o supravodljivim strukturama nisu osobito dobro shvaćena, ovo istraživanje sugerira vezu s enigmatskom klasom materijala poznatih kao nematski superprovodnici i niz mehanizama koji bi mogli promicati supravodljivost na mnogo lakšim temperaturama. Supravodiči su materijali s iznimno malim električnim otporom, ali postoje značajne barijere koje sprječavaju raširenije korištenje.

2012. godine prof. Yoshikazu Mizuguchi sa Sveučilišta Tokyo Metropolitan uspio je po prvi put ugraditi slojevite materijale bizmutnog halkogenida s izmjeničnim izolacijskim i supravodljivim slojevima. Isti tim je sada izvršio mjerenja na pojedinačnim kristalima materijala i otkrio da se rotacijske karakteristike simetrije kristalne strukture ne repliciraju u načinu na koji se supravodljivost mijenja s orijentacijom.

Materijal koji je skupina proučavala sastojala se od supravodljivih slojeva izrađenih od bizmuta, sumpora i selena, te izolacijskih slojeva od lantana, fluora i kisika. Važno je da halkogenidni slojevi imaju četverostruku rotacijsku (ili tetragonalnu) simetriju, tj. istu kada se rotiraju za 90 stupnjeva.

Kada je tim izmjerio magnetsku otpornost materijala pri različitim orijentacijama oni su pronašli samo dvostruku simetriju, tj. istu kada su rotirali za 180 stupnjeva. Daljnje analize na različitim temperaturama nisu ukazivale na promjene strukture, oni su zaključili da to lomljenje simetrije mora nastati iz rasporeda elektrona u sloju.

Koncept nematskih faza dolazi od tekućih kristala, gdje neuređeni, amorfni nizovi štapičastih čestica mogu usmjeriti u istom smjeru, razbijajući rotacijsku simetriju dok su ostali nasumično raspoređeni po prostoru.

Nedavno je postavljena hipoteza da nešto slično u elektroničkoj strukturi materijala, elektronska nematost, može biti iza pojave supravodljivosti u visokotemperaturnim supravodičima.

Ovaj nalaz jasno povezuje ovaj visoko prilagodljiv sustav s visokotemperaturnim supravodičima poput bakra i materijala na bazi željeza.

Tim se nada da će daljnje istraživanje otkriti kritički uvid u to kako inače široko različiti materijali dovode do sličnog ponašanja i načina na koji djeluju.

Advert

ESD namještaj