Hace más de una década, los investigadores descubrieron que cuando añadían boro a la estructura de carbono del diamante, la combinación era superconductora. Desde entonces, se ha generado un interés creciente en comprender estas propiedades superconductoras.
Con este interés, un grupo de investigación en India se centró en una resonancia Fano en un diamante dopado con boro BDD que involucra el modo vibratorio del diamante. Los investigadores, del Instituto Indio de Tecnología de Madras, informan sus hallazgos esta semanaen letras de física aplicada , de AIP Publishing .
Al probar las propiedades vibratorias de las películas BDD, los investigadores utilizaron la dispersión Raman y presentaron un análisis exhaustivo del efecto Fano en función de la concentración de boro y la frecuencia de excitación utilizada en la medición Raman.
efecto Fano
La resonancia de Fano en un diamante se puede ver en la dispersión Raman, que es una dispersión resonante de luz que involucra un fotón incidente que interactúa con un modo vibratorio del diamante y en el proceso desplaza la energía del fotón, y por lo tanto su frecuencia, hacia arribao hacia abajo por la energía del modo vibratorio.La interferencia entre la dispersión de una transición discreta como el modo vibratorio del centro de la zona en el diamante, y la de un fondo continuo resultante de la banda de impurezas inducida por boro, produce una señal de forma asimétrica conocida comoFano resonancia.
"La parametrización de Fano es un experimento bien pensado por nosotros para comprender la naturaleza de la evolución de la banda de impurezas con dopaje con boro que conduce a la superconductividad en el diamante", dijo Ramachandra Rao, coautor del artículo. "Nuestro objetivo erapara obtener una comprensión más profunda de la interacción de la luz con la banda de impurezas variando las concentraciones de boro en las películas de diamante y también utilizando varias excitaciones con láser ".
"Un aumento en las concentraciones de boro aumenta el ancho de banda de impurezas", dijo Dinesh Kumar, el primer autor del artículo. "La resonancia de Fano es sensible a la modificación en el ancho de banda de impurezas provocada por el aumento de la concentración de boro en BDD".
El grupo examinó de cerca la interacción, estudiando sistemáticamente muestras muy dopadas en los regímenes semiconductores y superconductores utilizando longitudes de onda ultravioleta y visible de las fuentes de excitación láser para la medición Raman.
La forma asimétrica de la línea Fano reveló que el cambio de fase en el diamante sufre un cambio notable que puede ajustarse ya sea por el ancho de banda de impurezas o por la frecuencia de dispersión.
Alcanzando una temperatura más alta
Los investigadores también querían comprender mejor la relación entre el dopaje y la superconductividad para aprender cómo se puede aumentar la temperatura de transición superconductora en BDD.
Los superconductores no ofrecen resistencia eléctrica al flujo de corriente. Sin embargo, para alcanzar este estado, los materiales generalmente deben estar en temperaturas extremadamente frías, cercanas al cero absoluto. En los últimos 10 años, la temperatura de transición superconductora en el diamante ha aumentado y esahora cerca de 10 kelvins o alrededor de -263 grados Celsius. Esto es mucho menor que el valor teóricamente predicho de 55 K.
Si bien 55 K todavía es demasiado bajo para aplicaciones prácticas, comprender por qué la temperatura de transición de BDD está tan por debajo del límite teórico puede proporcionar información sobre cómo mejorar las temperaturas de transición de otros superconductores. Aumentar la temperatura en BDD sigue siendo un problema en el dopajeproceso, durante el cual los investigadores dañan inadvertidamente la estructura de la red de diamantes.
"Debido al fuerte dopaje con boro, la red de diamantes sufre una transformación compleja que resulta en un aumento en el desorden del sistema, lo que es perjudicial para las propiedades superconductoras. Hemos explorado este problema en detalle ajustando la concentración de boro en el presenteestudio ", dijo Rao.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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