Исследовательская группа IBS во главе с заместителем директора CCES Ким Чанг Янг представила возможность объединения теорий для объяснения механизма работы сверхпроводников на основе железа. Их исследование было опубликовано в журнале Nature Materials 16 августа.
Сверхпроводники — относительно новое понятие; они стали известны в конце 80-х, когда два лауреата Нобелевской премии открыли новый сверхпроводящий материал. Основной принцип сверхпроводимости возникает, когда сверхпроводящий материал охлаждается до довольно низкой критической температуры, позволяющей электрическому току течь без сопротивления.
Основываясь на Нобелевской премииЛауреаты Нобелевской премии сообщили, что их сверхпроводящий материал — оксиды, содержащие медь и редкоземельные металлы — становится сверхпроводящим материалом при температуре ниже -250 ° C, что выше, чем предыдущая температура -269 ° C. Это привело к буму разработки подобных материалов для коммерческого использования. Сегодняшние исследования значительно продвинулись вперед; оксиды заменяются сверхпроводниками на основе железа, которые дешевле в массовом производстве, а также позволяют току течь без ослабления.
Чтобы понять механизм работы сверхпроводников на основе железа, ученым необходимо значительно повысить температуры перехода, чтобы определить причину повышения. Многие исследователи изначально исходят из предположения, что эффект нестинга является доминирующим фактором, особенно в случае пниктидных сверхпроводников {PSD}. Позже ученые открыли другой тип сверхпроводника — халогенидные сверхпроводники {CSD}. Поскольку оказалось, что CSD не подвержен эффекту нестинга, открытие CSD вызвало споры о механизме их сверхпроводимости.
Эффект нестинга заключается в том, что при повышении температуры поверхности электроны становятся нестабильными, тем самым изменяя свои свойства как электрически, так и магнитно, позволяя проводникам превращаться в сверхпроводники.Переписывая теории с периферийными электронами
Исходя из предположения, что сильный эффект нестинга в PSD соответствует высокой температуре, команда CCES использовала калий (K) и натрий (Na), два щелочных металла с периферийными электронами, тем самым облегчая перенос электронов на другие металлы. Они нагревали K и Na в вакуумированной среде, чтобы возбуждать свои атомы, в результате чего атомы прикреплялись к поверхности PSD, которые имеют более низкую температуру, чем K и Na. В результате на поверхности PSD происходило электронное легирование. Команда IBS измерила импульс и кинетическую энергию электронов и впервые обнаружила, что на самом деле нет никакой корреляции между температурой сверхпроводящего перехода и эффектом нестинга в PSD, как в случае CSD.
Заместитель директора Ким Чан Ён сказал: «До сих пор преобладающая теория PSD и CSD рассматривались как две разные системы. Наше исследование является отправной точкой для подтверждения того, что эти два сверхпроводника имеют одинаковый рабочий механизм, мы заложили краеугольный камень за открытие сверхпроводников на основе железа, стоимость производства которых невысока и не имеет ограничений в своем текущем ".