Никелатные сверхпроводники обладают магнитными свойствами

Электроны находят друг друга отталкивающими. Ничего личного — просто их отрицательные заряды отталкиваются друг от друга. Чтобы заставить их объединяться в пары и путешествовать вместе, как это происходит в сверхпроводящих материалах, требуется небольшой толчок.


В ах старой школы, которые были открыты в 1911 году и проводят электрический ток без сопротивления, но только при экстремально низких температурах, толчок исходит от вибраций в атомной решетке материала.

Но в более новых, «нетрадиционных» сверхпроводниках, которые особенно интересны из-за их способности работать при температуре, близкой к комнатной, для таких вещей, как передача энергии с нулевыми потерями, никто точно не знает, в чем заключается толчок, хотя исследователи считают, что он может включают в себя полосы электрического заряда, волны перескакивающих электронных спинов, которые создают магнитные возбуждения, или некоторую комбинацию вещей.

В надежде узнать больше, взглянув на проблему под немного другим углом, исследователи из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики синтезировали еще одно нетрадиционное семейство сверхпроводников — оксиды никеля или никелаты. С тех пор они провели три года, исследуя свойства никелатов и сравнивая их с одним из самых известных нетрадиционных сверхпроводников, оксидами меди или купратами.

А в статье, опубликованной в Физика природы сегодня команда сообщила о значительной разнице: в отличие от купратов, магнитные поля никелатов всегда включены.

Магнетизм: друг или враг?

Ученые заявили, что никелаты обладают магнитными свойствами, как если бы каждый атом никеля прижимал к себе крошечный магнит. Это верно независимо от того, находится ли никелат в своем несверхпроводящем или нормальном состоянии или в сверхпроводящем состоянии, когда электроны спариваются и образуют своего рода квантовый суп, который может содержать переплетающиеся фазы квантовой материи. Купраты, с другой стороны, не являются магнитными в своем сверхпроводящем состоянии.

«В этом исследовании изучались фундаментальные свойства никелатов по сравнению с купратами и то, что они могут рассказать нам о нетрадиционных сверхпроводниках в целом», — сказала Дженнифер Фоули, научный сотрудник Стэнфордского института материаловедения и энергетики (SIMES) при SLAC, возглавлявшая исследование. эксперименты.

По ее словам, некоторые исследователи считают, что магнетизм и сверхпроводимость конкурируют друг с другом в системах такого типа; другие думают, что у вас не может быть сверхпроводимости, если рядом нет магнетизма.