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研究人员研究了高温超导体中的竞争状态

发布时间:2019-01-29 10:35:27 来源:

高温超导体可以无阻力地传输电能。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员进行了高分辨率的非弹性X射线散射,并发现高单轴压力会导致远程电荷序列与超导性竞争。他们的研究为相关电子的行为开辟了新的见解。研究人员在“ 科学 ”杂志上报道了这一点。

无损耗地传输电流 - 超导体使其成为可能但仅低于某一临界温度。传统的超导体需要冷却到几乎绝对零 - 零下273摄氏度 - 甚至所谓的高温超导体仍然需要大约零下200摄氏度的温度来传输没有电阻的电流。尽管如此,超导体已经用于各种领域(超导磁体,频率滤波器,高密度电源线)。为了开发在更高温度下工作的超导体 - 可能达到室温 - 并因此显着地促进有效的能量供应,需要从基本水平理解涉及形成超导冷凝物的电子状态和过程。

由KIT固态物理研究所(IFP)主任Matthieu Le Tacon教授领导的研究人员现在向前迈出了重要一步:他们已经证明高单轴压力可以用来调整竞争状态温度超导体。除了ITP在KIT,斯图加特马克斯普朗克固体研究所,德累斯顿马克斯普朗克固体化学物理研究所,法国格勒诺布尔的欧洲同步辐射装置(ESRF)和拉普拉塔国立大学在阿根廷参加了这项研究。结果发表在“ 科学 ”杂志上。

科学家们利用高分辨率非弹性X射线散射研究了一种高温铜酸盐超导体YBa2Cu3O6.67。在这种络合物中,铜和氧原子形成二维结构。改变这些平面中的载流子浓度产生各种电子相,包括超导和充电顺序。

在电荷有序状态下,电子“结晶”成条状纳米结构。当使用非常大的磁场抑制超导性时,通常在这些材料中观察到这种电子态,使得难以使用常规光谱工具进行研究。

使用单轴压力代替磁场在YBa2Cu3O6.67中诱导这种状态允许使用X射线散射研究其与超导性的关系,正如卡尔斯鲁厄,斯图加特,德累斯顿,格勒诺布尔和拉普拉塔的研究人员在他们的工作中发现的那样。它们尤其能够识别出与电荷顺序的形成相关的晶格激发的强烈异常。“我们的研究结果为相关电子材料中的电子行为以及产生高温超导性的机制提供了新的见解”,KIT的Matthieu Le Tacon教授解释说。“他们还表明,单轴压力有可能控制这些材料中电子的顺序。”

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