`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Обнаружена новая фаза в железосодержащих сверхпроводниках

+44
голоса

Ученые из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США обнаружили ранее не известную фазу в классе сверхпроводников, называемых железа арсениды. Это проливает свет на дискуссии по поводу взаимодействия между атомами и электронами, которое отвечает за их нетрадиционную сверхпроводимость.

«Это новая магнитная фаза, которая никогда не наблюдалась раньше, может оказать значительное влияние на наше понимание нетрадиционной сверхпроводимости», - сказал Рэй Осборн (Ray Osborn), физик из ANL и соавтор статьи.

Ученые и инженеры увлечены сверхпроводниками, потому что они способны нести электрический ток без сопротивления. Это явление уникально среди всех проводников: даже в хороших, таких как медные провода, используемые в большинстве шнуров питания, электроны теряют энергию по пути.

Повсеместному использованию сверхпроводников препятствует их самый большой недостаток – они должны быть охлаждены до сверхнизких температур. Кроме того, не в полной мере понятно, как новейшие виды, называемые необычными сверхпроводниками, работают. Исследователи надеются, что, создав теорию, лежащую в основе этого явления, можно было бы повысить температуру, при которой они работают, и использовать их для широкого круга новых технологий.

Теория традиционной сверхпроводимости достаточно хорошо развита. Пары электронов, которые обычно отталкиваются, связываются вместе и помогают друг другу путешествовать через металл. (В обычных проводниках эти электроны рассеиваются на узлах решетки, производя тепло). В «нетрадиционных» сверхпроводниках, электроны все еще образуют пары, но ученые не знают, что связывает их вместе.

Со сверхпроводниками очень непросто работать; для того, чтобы получить сверхпроводящую фазу, с ними нужно много повозиться. Железа арсениды, которые исследователи изучали, как правило, являются магнитными материалами, но по мере добавления натрия в смесь, магнетизм подавляется и материалы, в конечном итоге, становятся сверхпроводящими ниже примерно -240 °С.

Магнитный порядок также влияет на атомную структуру. При комнатной температуре атомы железа располагаются в узлах кристаллической решетки, которая имеет симметрию четвертого порядка, но при охлаждении ниже температуры магнитного перехода решетка становится прямоугольной с симметрией второго порядка. Это иногда называют «нематическим порядком». Считалось, что нематический порядок сохраняется, пока материал не становится сверхпроводящим. Однако так было до полученного результата.

Команда из ANL обнаружила фазу, когда материал возвращается к симметрии четвертого порядка, а не второго, близкого к наступлению сверхпроводимости.

«Это видно с помощью порошковой нейтронной дифракции, которая исключительно чувствительна, но которую можно выполнять в нужном разрешении только в очень немногих лабораториях в мире», - сказал Осборн. Порошковая нейтронография показывает как расположение атомов, так и направления их магнитных моментов.

Причина, почему интересно открытие новой фазы та, что это может помочь решить давнюю дискуссию о происхождении нематического порядка. Теоретики спорят, вызван ли он магнетизмом, или орбитальным упорядочением.

Орбитальное объяснение утверждает, что электронам «нравится» находиться, в частности, на d-орбиталях, что переводит решетку в жидкокристаллическую фазу. Магнитные модели (разработанные Ильей Ереминым и Андреем Чубукоым из Института теоретической физики в Германии и Университета Висконсин-Мэдисон, соответственно), с другой стороны, позволяют предположить, что именно магнитные взаимодействия являются причиной симметрии второго порядка, и что они являются ключом к самой сверхпроводимости. Возможно, что причиной, которая связывает пары электронов вместе в сверхпроводниках из железа арсенида, является магнетизм.

«Орбитальные теории не предсказывают возвращение к симметрии четвертого порядка в этой точке, но магнитные модели это делают», - сказал Осборн. - До сих пор, этот эффект наблюдался экспериментально лишь в этих соединениях, легированных натрием, но мы считаем, что это обеспечивает доказательства магнитного объяснения нематического порядка в железе арсенида в целом».

Это также может повлиять на понимание сверхпроводимости в других типах сверхпроводников, таких как окислы меди, где нематические искажения также наблюдаются, отметил Осборн.

+44
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT