Tutkimuskohde kuuluu suprajohteiden luokkaan, joista tulee suprajohtavia, kun
Nämä ns. Korkeat lämpötilatsuprajohteita ei vieläkään ole täysin ymmärretty. "Heidän mikroskooppiset herätykset ja dynamiikka ovat välttämättömiä suprajohtavuuden ymmärtämiseksi, mutta 30 vuoden tutkimuksen jälkeen monet kysymykset ovat edelleen avoimia", sanoo MIT: n fysiikan apulaisprofessori Riccardo Comin.
Vuonna 2015 tutkijat löysivät uuden lajinkorkean lämpötilan suprajohde: vain yhden atomikerroksen paksu rautaselenidilevy, joka kykenee suprajohtamaan lämpötilassa -208,15 celsiusastetta. Sen sijaan massiiviset näytteet samasta materiaalista suprajohtavat paljon alhaisemmassa lämpötilassa (-265,15 celsiusastetta). Löytö herätti tutkimuksia.
Tavallisessa metallissa elektronit käyttäytyvät samalla tavallakuin huoneessa tanssivat henkilöt. Suprajohtavassa metallissa elektronit liikkuvat pareittain, kuten parit tanssissa. Ja kaikki nämä parit liikkuvat yhtenäisesti, ikään kuin ne olisivat osa kvanttikoreografiaa, joka lopulta johti eräänlaisen elektronisen supernesteen luomiseen.
Tutkijat ovat jo pitkään tienneet, että tavallisestiSuprajohteissa elektroneja yhdessä pitävä "liima" muodostuu atomien liikkeestä materiaalin sisällä. "Jos katsot kiinteää istumista pöydällä, näyttää siltä, että se ei tee mitään", Comin sanoo. Nanomittakaavassa tapahtuu kuitenkin paljon. Tämän materiaalin sisällä elektronit lentävät kaikkiin mahdollisiin suuntiin ja atomit helistävät; ne värisevät. Tavanomaisissa suprajohteissa elektronit käyttävät atomin liikkeeseen varastoitunutta energiaa parien muodostamiseen.
"Liima" elektronien sitoutumisen takanamuut korkean lämpötilan suprajohteet. Tutkijat ovat ehdottaneet, että se liittyy tiettyyn elektronien ominaisuuteen - spin. "Kiertoa voidaan pitää perusmagneettina", sanoo Brookhavenin kansallisen laboratorion apufyysikko Jonathan Pelliciari. Ajatuksena on, että korkean lämpötilan suprajohteessa elektronit voivat ottaa osan näistä pyöreistä. Ja tämä energia on "liima", jota he käyttävät parin luomiseen.
Tähän asti suurin osa fyysikoista ajatteli sitäon mahdotonta havaita tai mitata spin-virityksiä materiaalissa, joka on vain atomikerroksen paksu. Mutta fyysikot eivät vain löytäneet spin-herätteitä, mutta muun muassa osoittivat myös, että ultrakevyen näytteen spin-dynamiikka eroaa dramaattisesti massiivisen näytteen spin-dynamiikasta. Erityisesti ultrakerrassa näytteessä olevien vaihtelevien pyörien energia oli paljon suurempi - neljä tai viisi kertaa - kuin kokonäytteen pyörien energia. Tutkimukseen käytettiin resonanssista joustamatonta röntgensirontalaitetta (RIXS).
"Tämä on ensimmäinen kokeellinen näyttö spin-herätteistä atomisesti ohuessa materiaalissa", Pelliciari sanoo.
Katso myös:
Uudet alumiinista ja grafeenista valmistetut akut latautuvat 60 kertaa nopeammin
Australiasta löydettiin valtava koi. Hänen siipiensa pituus on 25 cm
Katso tulevan iPhone 13 Pron muotoilu