Durante mucho tiempo, los físicos han intentado comprender la relación entre un patrón periódico de electrones de conducción llamado onda de densidad de carga CDW y otro orden cuántico, superconductividad o resistencia eléctrica cero, en el mismo material.¿Coexisten? ¿Cooperan? ¿Van por caminos separados?
Por primera vez, los físicos del Laboratorio Ames y sus colaboradores internacionales pudieron explorar esa relación en el material superconductor y el diselenuro de niobio material de CDW NbSe 2 , a través de experimentos con bombardeo electrónico rápido.
"Lo que estamos haciendo es 'pinchar' el sistema al introducir desorden en la red cristalina", dijo el científico del Laboratorio de Ames Ruslan Prozorov. "Al eliminar algunos de los iones, los electrones impactantes crean defectos en el material. Ambos estados cuánticos ordenadosCDW y superconductividad responden de cierta manera a estos defectos adicionales, que podemos medir ".
La investigación, que incluyó mediciones de resistividad, estudios de profundidad de penetración en Londres y difracción de rayos X, mostró que la relación entre CDW y la superconductividad es complicada; en algunos aspectos, los dos estados compiten entre sí, y en otros, CDW ayudasuperconductividad.
"La onda de densidad de carga compite con la superconductividad por los mismos electrones de conducción", dijo Prozorov. "A medida que CDW se suprime o interrumpe, la superconductividad está agarrando los electrones necesarios para formar los pares de Cooper, que forman condensado superconductor".
Pero CDW también ayuda a la superconductividad a través de su acoplamiento a las vibraciones de la red cristalina, llamadas fonones. Y los fonones actúan como un "pegamento" entre los electrones para formar un par de Cooper. En algún nivel umbral de desorden, la CDW ordenada de largo alcance desaparece abruptamente, yla temperatura de transición superconductora también se reduce abruptamente.
"Es muy importante comprender los factores que influyen en la superconductividad, en particular su temperatura crítica", dijo Prozorov. "Los superconductores a temperatura ambiente de las tecnologías futuras probablemente se ensamblarán artificialmente a partir de átomos individuales y capas atómicas individuales utilizando completamente mecanismos básicos queconducir a la mejora de las propiedades útiles. Nuestra investigación es un paso en esa dirección "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Ames . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :