Новости химической науки > Ключи к сверхпроводимости железосодержащего материала

Впервые исследователи четко поняли, каким образом можно контролировать появление сверхпроводящей фазы в материале, что как расширяет наши фундаментальные представления о сверхпроводимости, так, возможно, и закладывает фундамент для новых достижений в области сверхпроводящих материалов.

Изменения в значении эффектов Холла и Зеебека указывает на значительную ферми-модификацию поверхности в местах структурного перехода, что не дает проявлять сверхпроводимость при низких температурах. Изменение топологии ферми-поверхности было подтверждено с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением. (Рисунок из arXiv.org > cond-mat > arXiv:1404.1095)

В новой работе приводятся результаты исследования монокристалла арсенида кальция-железа, структурные, термодинамические и транспортные свойства которого можно подстраивать с помощью тщательно контролируемого синтеза, например за счет изменения давления, при котором происходит образование этого материала. Исследователи решили более детально выяснить, как изменения условия синтеза влияют на ферми-поверхность материала, которая отражает специфическую заселенность и распределение электронов в материалах.

Как отмечает возглавлявший исследование Атена Сафа-Сефат (Athena Safa-Sefat) из Национальной Лаборатории Оак Ридж, ферми-поверхность можно считать «генетическим кодом», отвечающим за проявление определенных электронных свойств, включая сверхпроводимость в материалах различного типа. Он говорит, что можно получить монокристаллы различных фаз любого материала и изучить их соотношение структура/свойство, а в процессе такого исследования были получены сигнатуры ферми-поверхностей, которые позволяют объяснить, почему невозможно индуцировать сверхпроводимость в материалах, находящихся в определенном структурном состоянии.

Провода из сверхпроводимого материала, которые могут проводить электричества, не испытывая сопротивления могли бы значительно сэкономить расходы на электроэнергию вследствие снижения потерь электроэнергии на теплорассеяние, а также повысить коэффициент полезного действия электродвигателей или значительно понизить их массу.

При изучении системы арсенид кальция-железа было продемонстрировано, что структура и магнитные свойства влияют на строение ферми-поверхности и, таким образом, на электронные свойства материала. В выбранном для изучения материале сверхпроводимость по всему объему отсутствует из-за свойств ферми-поверхности.

Источник: arXiv.org > cond-mat > arXiv:1404.1095

метки статьи: #неорганическая химия, #природа химической связи