Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio han descubierto que los cristales de un material superconductor recientemente descubierto, un calcogenuro de bismuto en capas con una estructura simétrica cuádruple, muestran solo una simetría doble en su superconductividad. El origen de la superconductividad en estas estructuras aún no esbien entendido; este hallazgo sugiere una conexión con una clase enigmática de materiales conocidos como nemático superconductores y los mecanismos extraordinarios por los cuales la superconductividad puede emerger a temperaturas más fáciles de alcanzar.
Los superconductores son materiales con una resistencia eléctrica extremadamente baja. Ya han visto numerosas aplicaciones en potentes electroimanes, particularmente en unidades médicas de resonancia magnética MRI, donde se utilizan para generar los fuertes campos magnéticos requeridos para imágenes no invasivas de alta resoluciónSin embargo, existen barreras importantes que impiden un uso más extendido, por ejemplo, para la transmisión de energía a largas distancias. Lo más notable es que la superconductividad convencional solo surge a temperaturas extremadamente bajas. Los primeros superconductores de "alta temperatura" solo se encontraron en la segunda mitad del1980, y los mecanismos detrás de cómo funcionan todavía son objeto de acalorados debates.
En 2012, el profesor Yoshikazu Mizuguchi de la Universidad Metropolitana de Tokio tuvo éxito en ingeniería en capas calcogenuro de bismuto materiales con capas aislantes y superconductoras alternas por primera vez. Los calcogenuros son materiales que contienen elementos del grupo 16 de la tabla periódica. Ahora, el mismo equipo ha tomado medidas en cristales individuales del material y descubrió que las características de simetría rotacionalde la estructura cristalina no se replican en cómo la superconductividad cambia con la orientación.
El material que estudió el grupo consistió en capas superconductoras hechas de bismuto, azufre y selenio, y capas aislantes hechas de lantano, flúor y oxígeno. Es importante destacar que las capas de calcogenuro tenían cuatro veces de rotación o tetragonal simetría, es decir, lo mismo cuando se gira 90 grados.Sin embargo, cuando el equipo midió el magnetorresistencia del material en diferentes orientaciones, solo encontraron una simetría doble, es decir, la misma cuando se gira 180 grados. Otros análisis a diferentes temperaturas no sugirieron ningún cambio en la estructura; concluyeron que esta ruptura de simetría debe surgir de ladisposición de los electrones en la capa.
El concepto de nemático las fases provienen de cristales líquidos, donde las matrices desordenadas y amorfas de partículas en forma de varilla pueden apuntar en la misma dirección, rompiendo la simetría rotacional mientras permanecen distribuidas al azar en el espacio. Recientemente, se ha planteado la hipótesis de que algo similar en la estructura electrónica demateriales nematicidad electrónica , puede estar detrás de la aparición de la superconductividad en los superconductores de alta temperatura. Este hallazgo vincula claramente este sistema altamente personalizable con los superconductores de alta temperatura como el cobre y los materiales a base de hierro. El equipo espera que una investigación más profunda revele una comprensión crítica de cómo de otra manera sería muy diferentelos materiales dan lugar a comportamientos similares y a cómo funcionan.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad Metropolitana de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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