Ny chrombaseret superleder har en usædvanlig elektronisk tilstand

Når visse materialer afkøles til en kritisk temperatur, bliver de til superledere, med nul elektrisk modstand. Et internationalt forskerhold observerede en usædvanlig elektronisk tilstand i det nye superlederchromarsenid. Dette fund kan vise sig nyttigt i fremtidens superlederforskning og materialedesign. Undersøgelsen blev offentliggjort den 5. juni i Naturkommunikation .

Disse opdagelser blev foretaget af et forskerhold ved det kinesiske universitet i Hong Kong i samarbejde med lektor KOTEGAWA Hisashi (Kobe University Graduate School of Science) og andre forskere fra Kobe University og Kyoto University.

Kendte superledere omfatter høj temperatur kobberoxid superledere og jernbaserede superledere. Disse har todimensionale lagdelte krystalstrukturer. I modsætning, chromarsenid har en "ikke-symmorfisk" krystalstruktur dannet af zigzagkæder af chrom (se figur 1). Forholdet mellem denne krystalstruktur og dens superledning har tiltrukket opmærksomhed fra forskere.

Superledningen af ​​chromarsenid blev opdaget i 2014 under pres, og det er den første magnetiske superleder, der inkorporerer krom.

Forskergruppen fandt ud af, at ved ultralave temperaturer, kromarsenids elektriske modstand viser en lineær stigning mod magnetfeltet. I normale metaller øges modstanden som en kvadrat af magnetfeltet, opretter en buet (parabolsk) graf, men magnetfeltresistensen af ​​chromarsenid laver en lineær graf (se figur 2). Lineær magnetisk modstand skabes under ekstremt særlige omstændigheder, når elektronmasse i et fast stof effektivt bliver mindre. Der er tilfælde, hvor det forekommer i ikke-magnetiske lavbærermaterialer, men chromarsenid er et metal med stærke magnetiske egenskaber og meget forskellige kvaliteter fra andre materialer, der har vist lineær magnetisk modstand. Den særlige krystalstruktur af chromarsenid kan have skabt denne usædvanlige elektroniske tilstand.

Disse fund viser, at kromarsenids superledning har en usædvanlig elektronisk tilstand, information, der kan bidrage til superledelsesforskning og materialedesign.