Предметът на изследване принадлежи към класа на свръхпроводниците, които стават свръхпроводящи, когато
Въпреки това, тези така наречени висока температурасвръхпроводниците все още не са напълно разбрани. „Техните микроскопични възбуждания и динамика са необходими, за да се разбере свръхпроводимостта, но след 30 години изследвания много въпроси все още остават отворени“, казва Рикардо Комин, асистент по физика в MIT.
През 2015 г. учените откриха нов видвисокотемпературен свръхпроводник: лист железен селенид с дебелина само един атомен слой, способен да свръхпроводящ при температура от -208,15 градуса по Целзий. За разлика от това, масивните проби от същия материал свръхпровождат при много по-ниска температура (-265,15 градуса по Целзий). Откритието предизвика вълна от разследвания.
В обикновен метал електроните се държат по същия начинкато хора, танцуващи в стая. В свръхпроводящ метал електроните се движат по двойки, като двойки в танца. И всички тези двойки се движат в унисон, сякаш са част от квантовата хореография, което в крайна сметка доведе до създаването на един вид електронна свръхтечност.
Учените отдавна знаят, че в обикновенитеВ свръхпроводниците "лепилото", което задържа електроните заедно, се образува от движението на атомите вътре в материала. „Ако погледнете твърдо седнало на маса, изглежда, че не прави нищо“, казва Комин. Въпреки това, много се случва в наномащаба. Вътре в този материал електроните летят във всички възможни посоки и атомите дрънкат; те вибрират. В конвенционалните свръхпроводници електроните използват енергията, съхранявана в движението на атом, за да образуват двойки.
"Лепилото" зад свързването на електроните ввисокотемпературни свръхпроводници, други. Учените предполагат, че тя е свързана със специфично свойство на електроните - спин. „Ротацията може да се разглежда като елементарен магнит“, казва Джонатан Пеличари, помощник физик в Националната лаборатория Брукхейвън. Идеята е, че във високотемпературен свръхпроводник електроните могат да поемат част от енергията от тези завъртания. И тази енергия е „лепилото“, което те използват, за да създадат двойка.
Досега повечето физици смятаха тованевъзможно е да се открият или измерват спинови възбуждания в материал с дебелина само на атомен слой. Но физиците не само откриха спинови възбуждания, но освен всичко друго, те също показаха, че динамиката на спина в ултратънка проба е драматично различна от динамиката на спина в масивна проба. По-специално, енергията на флуктуиращите завъртания в ултратънката проба беше много по-висока - четири или пет пъти - от енергията на завъртанията в общата проба. За изследването е използван инструмент за резонансно нееластично рентгеново разсейване (RIXS).
„Това е първото експериментално доказателство за спинови възбуждания в атомно тънък материал“, казва Пеличари.
Вижте също:
Новите батерии от алуминий и графен се зареждат 60 пъти по-бързо
В Австралия е открит огромен молец. Размахът на крилата й е 25 cm
Посмотрите на дизайн будущего iPhone 13 Pro