Предмет исследований относится к классу сверхпроводников, которые становятся сверхпроводящими при
עם זאת, מה שנקרא טמפרטורה גבוההמוליכי-על עדיין אינם מובנים לחלוטין. "ההתרגשות והדינמיקה המיקרוסקופית שלהם נחוצים להבנת מוליכות-על, אך לאחר 30 שנות מחקר, שאלות רבות עדיין נותרו פתוחות", אומר ריקרדו קומין, פרופסור לפיזיקה ב- MIT.
בשנת 2015 גילו מדענים זן חדשמוליך-על בטמפרטורה גבוהה: יריעת סלניד ברזל בעובי שכבה אטומית אחת בלבד, המסוגלת להוליך-על בטמפרטורה של -208.15 מעלות צלזיוס. לעומת זאת, דגימות מסיביות של אותה התנהלות-על חומרית בטמפרטורה נמוכה בהרבה (-265.15 מעלות צלזיוס). הגילוי עורר סערה של חקירות.
במתכת רגילה, האלקטרונים מתנהגים באותה צורהכמו אנשים שרוקדים בחדר. במתכת מוליכה-על אלקטרונים נעים בזוגות, כמו זוגות בריקוד. וכל הזוגות הללו נעים ביחד, כאילו היו חלק מכוריאוגרפיה קוונטית, מה שהוביל בסופו של דבר ליצירת מעין נוזל אלקטרוני.
מדענים יודעים כבר זמן רב שבשגרהבמוליכים-על, ה"דבק "המחזיק אלקטרונים זה לזה נוצר על ידי תנועת אטומים בתוך החומר. "אם אתה מסתכל על ישיבה מוצקה על שולחן, נראה שהיא לא עושה כלום", אומר קומין. עם זאת, הרבה קורה בננומטרים. בתוך חומר זה, אלקטרונים עפים לכל הכיוונים האפשריים, והאטומים משקשקים; הם רוטטים. במוליכים-על קונבנציונליים, אלקטרונים משתמשים באנרגיה המאוחסנת בתנועה של אטום כדי ליצור זוגות.
ה"דבק "שמאחורי הצמדת האלקטרונים לתוכםמוליכי טמפרטורה גבוהה, אחרים. מדענים הציעו שזה קשור לתכונה ספציפית של אלקטרונים - ספין. "ניתן לראות סיבוב כמגנט אלמנטרי", אומר ג'ונתן פליצ'ארי, עוזר פיזיקאי במעבדה הלאומית ברוקהייבן. הרעיון הוא שבמוליך-על בטמפרטורה גבוהה, אלקטרונים יכולים לקחת חלק מהאנרגיה מסיבובים אלה. ואנרגיה זו היא ה"דבק "בו הם משתמשים ליצירת זוג.
עד כה, רוב הפיזיקאים חשבו כךאי אפשר לזהות או למדוד עירור ספינים בחומר שעובי שכבה אטומית בלבד. אך פיסיקאים לא רק גילו ריגשי ספין, אלא, בין היתר, הם גם הראו שדינמיקת הספין במדגם אולטרה-דק שונה באופן דרסטי מדינמיקת הספין במדגם מסיבי. בפרט, האנרגיה של הסיבובים המשתנים במדגם האולטרה-רזה הייתה גבוהה בהרבה - פי ארבע או חמש - מאשר האנרגיה של הסיבובים במדגם בכמות גדולה. נעשה שימוש בכלי פיזור רנטגן לא אלסטי (RIXS) מהדהד.
"זו העדויות הניסיוניות הראשונות לריגויי ספין בחומר דק אטומי", אומר פליסיארי.
ראה גם:
סוללות חדשות עשויות אלומיניום וגרפן נטענות פי 60 מהר יותר
עש ענק נמצא באוסטרליה. מוטת הכנפיים שלה היא 25 ס"מ
תסתכל על העיצוב של ה- iPhone 13 Pro העתידי