Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Forholdet mellom ladetetthetsbølger og superledningsevne? Det er komplisert

Anonim

I lang tid har fysikere forsøkt å forstå forholdet mellom et periodisk mønster av ledningselektroner kalt en laddningsdensitetsbølge (CDW), og en annen kvantordre, superledningsevne eller null elektrisk motstand, i samme materiale. Konkurrerer de? Sameksistere? Samarbeide? Går de sine egne veier?

annonse


For første gang var fysikere ved Ames Laboratory og deres internasjonale samarbeidspartnere i stand til å undersøke dette forholdet i det superledende og CDW-materialet niobium diselenid (NbSe 2 ), gjennom eksperimenter ved bruk av hurtig elektronbombardement.

"Det vi gjør er å" peke "systemet ved å introdusere forstyrrelse i krystallgitteret, " sa forskerforsker Ames Laboratorium Ruslan Prozorov. "Ved å banke ut noen av ionene, skaper elektroner som forårsaker defekter i materialet. Både kvantbestemte tilstander (CDW og superledningsevne) reagerer på enkelte måter på disse ytterligere defekter, som vi kan måle."

Forskningen, som inkluderte resistivitetsmålinger, London penetreringsdybdeundersøkelser og røntgendiffraksjon, viste at forholdet mellom CDW og superledningsevne er komplisert - på noen måter konkurrerer de to landene med hverandre, og i andre, hjelper CDW superledningsevne.

"Charge density wave konkurrerer med superledningsevne for de samme ledningselektronene, " sa Prozorov. "Som CDW undertrykkes eller forstyrres, tar superledningsevne de elektronene som trengs for å danne Cooper's par, som danner superledende kondensat."

Men CDW hjelper også superledningsevne gjennom koblingen til krystallgitter vibrasjoner, kalt fononer. Og fononer fungerer som et "lim" mellom elektroner for å danne et Cooper-par. På et visst terskelnivå av forstyrrelse forsvinner lang rekkevidde bestilt CDW plutselig, og superledende overgangstemperatur blir også brått redusert.

"Det er veldig viktig å forstå de faktorene som påvirker superledningsevne, spesielt den kritiske temperaturen, " sa Prozorov. "Supertemperaturledere av fremtidige teknologier vil mest sannsynlig bli kunstig samlet fra individuelle atomer og enkeltatomeriske lag, som fullt ut utnytter grunnleggende mekanismer som fører til forbedring av nyttige egenskaper. Vår forskning er et skritt i den retningen."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av DOE / Ames Laboratory . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Kyuil Cho, M. Konczykowski, S. Teknowijoyo, MA Tanatar, JP Guss, PB Gartin, V. Mishra, PJ Hirschfeld, R. Prozorov. Bruke kontrollert lidelse for å undersøke samspillet mellom ladningsordre og superledningsevne i NbSe2 . Naturkommunikasjon, 2018 (lenke)