Nyt materiale rejser spørgsmål om teoretiske modeller for superledning

Det amerikanske energiministeriums Ames Laboratory har med succes skabt den første rene, enkeltkrystalprøve af en ny jernarsenid-superleder, CaKFe4As4, og undersøgelser af dette materiale har sat spørgsmålstegn ved nogle mangeårige teoretiske modeller for superledning.

Materialet er kendt for at have den høje superledende temperatur på 35K uden behov for små mængder yderligere elementer (såsom kobolt eller nikkel), kaldet dopanter.

"Det er vigtigt, fordi dopemidler, der tidligere blev brugt til at fremkalde superledning, forstyrrer også superledningsevne og andre vigtige fysiske egenskaber ved materialer "sagde Adam Kaminski, Ames laboratorieforsker og professor i Institut for Fysik og Astronomi ved Iowa State University. "Dette materiale gav os en glimrende mulighed for at studere superledning i uberørte prøver uden indblanding af dopemidler."

Brug af højopløst vinkelopløst fotoemissionsspektroskopi og densitetsteori, forskere var i stand til at måle det superledende hul i områder af momentumrummet, der tidligere var utilgængelige i andre materialer, og fandt ud af, at deres resultater modsagde den bredt accepterede antiferromagnetiske fluktuationsmodel.

"Vores data opnået fra prøver af uberørt jern-arsen-superleder repræsenterer en stor afvigelse fra tidligere undersøgelser af dopede prøver og sætter spørgsmålstegn ved nogle veletablerede teorier, "sagde Kaminski." Det betyder, at forudsigelser fra tidligere modeller kun delvis er gyldige, og der er mange aspekter, der ikke er helt forstået. Hvad vores arbejde har opnået er at skabe en ny ren vej for forskning, hen imod at finde en generel model til at forklare adfærden for disse nye superledere. "