Forskningsfaget tilhører klassen superledere som blir superledende når
Imidlertid er disse såkalte høye temperaturenesuperledere er fremdeles ikke helt forstått. "Deres mikroskopiske eksitasjoner og dynamikk er nødvendig for å forstå superledningsevne, men etter 30 år med forskning er mange spørsmål fremdeles åpne," sier Riccardo Comin, assisterende professor i fysikk ved MIT.
I 2015 oppdaget forskere en ny arthøytemperatur superleder: et ark med jern selenid bare ett atomlag tykt, som er i stand til å lede superledende ved en temperatur på -208,15 grader Celsius. I motsetning til dette, massive prøver av det samme materialet, superledende ved en mye lavere temperatur (-265,15 grader Celsius). Oppdagelsen utløste en mengde etterforskninger.
I et vanlig metall oppfører elektroner seg på samme måtesom enkeltpersoner som danser i et rom. I et superledende metall beveger elektronene seg parvis, som par i en dans. Og alle disse parene beveger seg i kor, som om de var en del av kvantekoreografi, som til slutt førte til opprettelsen av en slags elektronisk superfluid.
Forskere har lenge visst at det er vanligI superledere dannes "limet" som holder elektronene sammen av atomer beveger seg inne i materialet. "Hvis du ser på et solid sitte på et bord, ser det ut som om det ikke gjør noe," sier Comin. Imidlertid skjer det mye på nanoskalaen. Inne i dette materialet flyr elektroner i alle mulige retninger, og atomer rasler; de vibrerer. I konvensjonelle superledere bruker elektronene energien som er lagret i bevegelsen til et atom for å danne par.
"Limet" bak bindingen av elektroner ihøytemperatur superledere, andre. Forskere har antydet at det er forbundet med en bestemt egenskap av elektroner - spinn. "Rotasjon kan sees på som en elementær magnet," sier Jonathan Pelliciari, assisterende fysiker ved Brookhaven National Laboratory. Tanken er at elektroner i en superleder med høy temperatur kan ta litt av energien fra disse spinnene. Og denne energien er "limet" som de bruker til å lage et par.
Inntil nå trodde de fleste fysikere detdet er umulig å oppdage eller måle spinnekscitasjoner i et materiale som bare er et tykt atomlag. Men fysikere oppdaget ikke bare spinnekscitasjoner, men viste blant annet også at spinndynamikken i en ultratynn prøve er drastisk forskjellig fra spinnedynamikken i et massivt utvalg. Spesielt var energien til de svingende spinnene i den ultratynne prøven mye høyere - fire eller fem ganger - enn energien til spinnene i bulkprøven. Et resonans uelastisk røntgenspredningsinstrument (RIXS) ble brukt til studien.
"Dette er det første eksperimentelle beviset på spin-eksitasjoner i et atomisk tynt materiale," sier Pelliciari.
Se også:
Nye batterier laget av aluminium og grafen lades 60 ganger raskere
En stor møll ble funnet i Australia. Vingespennet hennes er 25 cm
Se på utformingen av den fremtidige iPhone 13 Pro