Undersøgelse af femlags kopat afslører Fermi-lommer

Et team af forskere tilknyttet et væld af institutioner i Japan og en i Storbritannien har observeret Fermi-lommer under forsøg med en femlags cuprat, bekræftende teorier. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres undersøgelse af cupraten Ba ₂ Ca ₄ Cu ₅ O ₁₀ (F, O) ₂ og hvad de lærte om superledning. Inna Vishik fra University of California Davis, har udgivet et perspektivstykke i samme tidsskriftsudgave, der giver baggrund om superledelsesforskning, der involverer cuprates og deres overgangstemperaturer og beskriver arbejdet udført af teamet i Japan.

Cuprater er defineret af deres anioniske kobberkomplekser. De har også de højeste overgangstemperaturer for superledende materialer. Superledere er, selvfølgelig, materialer, der tillader elektricitet at passere dem uden modstand. De fleste materialer skal behandles for at blive superledende, såsom at blive afkølet. Sådanne materialer har således et overgangstrin, når de skifter fra en almindelig leder til en superleder.

Som Vishik bemærker, tidligere forskning har vist, at cuprates besidder nogle af de højeste overgangstemperaturer, får dem til at invitere til undersøgelsesmål. I løbet af de sidste år har en betydelig mængde arbejde har belyst de faktorer, der bidrager til superledelse, men indtil videre, det er stadig ikke særlig godt forstået. Vishik bemærker, at forskere kun har studeret et par kuprater, på trods af hundredvis af cuprates at vælge imellem. Det var af denne grund, at teamet i Japan valgte at studere en cuprate, der har set lidt til ingen forskning, koppen i fem lag, Ba ₂ Ca ₄ Cu ₅ O ₁₀ (F, O) ₂ .

Arbejdet indebar doping af cupraten i en Mott -isolator - en opgave, der tidligere har vist sig at være udfordrende. Teori har antydet, at hvis en lille koncentration af ladningsbærer tilføjes til en Mott -isolator, Fermi -lommer skal blive observerbare. Forskerne var i stand til at overvinde problemer, som andre forskere oplevede på grund af deres valg af cuprate. Den har en enhedscelle med fem kobberoxidplaner i stedet for de normale to, gør det meget lettere at observere lommerne, da de blev synlige. Forskerne var i stand til at se to af dem i deres arbejde, styrke de teorier, der forudsagde dem.

© 2020 Science X Network