Ключ к сверхпроводимости в материале на основе железа?

18 июль, 2014 - 17:40Леонид Бараш

Впервые ученые получили более четкое представление о том, как контролировать появление сверхпроводящей фазы в материале, расширив фундаментальные знания и, возможно, готовя почву для новых достижений в области сверхпроводимости.

Статья, опубликованная в Physical Review Letters, рассматривает монокристалл кальция-железа-арсенида, имеющий структурные, термодинамические и кинетические свойства, которые могут быть изменены с помощью тщательно контролируемого синтеза, аналогичного приложению давления. Чтобы сделать это открытие, исследователи сосредоточились на том, как эти изменения влияют на поверхность Ферми материала, которая отображает определенную населенность уровней и локализацию электронов в материалах.

«Поверхность Ферми, по сути, является "генетическим кодом", обусловливающим определенное свойство в материале, в том числе сверхпроводимость, - сказал Афина Сафа-Сефат (Athena Safa-Sefat) из Департамента энергетики Окриджской национальной лаборатории (ORNL), которая возглавляла исследовательскую группу. - Мы можем получать различные фазы этого материала в одиночных кристаллических формах и измерять их структуру и свойства, но теперь у нас есть сигнатуры поверхности Ферми, которые объясняют, почему мы не можем вызвать сверхпроводимость в определенной структурной фазе этого материала».

Ведущий автор этой статьи, Кшиштоф Гофрик (Krzysztof Gofryk) показал, как воздействие магнитного поля на структуру влияет на поверхность Ферми и, следовательно, на электронные свойства. В кальции-железе-арсениде объемное сверхпроводящее состояние отсутствует из-за большого изменения поверхности Ферми при структурном переходе.

Эта работа представляет собой значительный шаг вперед в понимании информативных фазовых диаграмм этого материала и причин сверхпроводимости, сказала Сефат.

Ключ к сверхпроводимости в материале на основе железа?


Изменение эффектов Холла и Зеебека указывают на большой модификации поверхности Ферми при структурном переходе, предотвращая сверхпроводимости при низких температурах. Изменение топологии поверхности Ферми было подтверждено посредством фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением