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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:2018-12-06 22:42:02

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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。该研究发表在“科学”杂志上。

超导体在没有损耗的情况下传输电流,但仅低于某一临界温度。传统的超导体需要几乎冷却到绝对零度,甚至所谓的高温超导体也需要大约-200摄氏度的温度来传输没有电阻的电流。尽管如此,超导体已经广泛使用。为了开发在甚至更高的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,高单轴压力可用于调节高温超导体中的竞争状态。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,包括超导性和电荷级。

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。

使用单轴压力而不是磁场在YBa2Cu3O6.67中诱导这种状态允许研究人员使用X射线散射研究其与超导性的关系。他们发现了与电荷顺序形成相关的强烈的晶格激发异常。 “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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