מוליכי-על טלאים: האשליה בת 40 השנים על קופרטים הופרכה

נערך על ידי: Svitlana Velhush

A 40-year assumption about high-temperature superconductors has just been overturned. New 3D X-ray diffraction reveals that cuprates are not structurally uniform, but a patchwork of different crystal structures. A fascinating shift in how we understand superconductivity.

Image
Reply

ארבעים שנה סברו חוקרים של מוליכי-על בטמפרטורה גבוהה על בסיס נחושת כי הגבישים שלהם אחידים לכל עומקם. מחקר חדש של מדענים מאוניברסיטת ווריק ומהמקור האירופי לקרינת סינכרוטרון (ESRF) הראה את ההיפך: החומר הוא פסיפס של מבנים שונים.

הגילוי של 1986 — הקופרטים — הבטיח מהפכה בהעברת אנרגיה ללא הפסדים. כל התאוריות והחישובים נשענו על תפיסה של סריג גבישי אחיד. כעת תפיסה זו הופרכה.

בעזרת עקיפה של קרני רנטגן תלת-ממדית (3DXRD) הצליח הצוות לראשונה להביט לעומק תוך הדגימה LESCO — קופרט של לנתן, אירופיום וסטרונציום. סריקה מטמפרטורת החדר ועד 100 קלווין חשפה שני סידורים אטומיים שונים, המופרדים בגבולות רחבים באופן בלתי רגיל — כ-150 ננומטרים.

גבולות אלה, לדברי הכימאי מארק סן, לא רק מפרידים בין אזורים אלא ממש מפריעים למוליכות-העל. אלקטרונים שאמורים ליצור זוגות ולנוע ללא התנגדות נתקלים במכשולים באזורים האלה.

התוצאה מסבירה מדוע דגימות מסוימות פועלות טוב יותר מאחרות, ומחייבת בחינה מחדש של מדידות רבות מן העבר. מודלים עתידיים יצטרכו להתחשב באי-האחידות הפנימית הזו.

שיטת 3DXRD, שהתאפשרה הודות לשדרוג ה-ESRF, תחשוף מבנים "נסתרים" דומים גם בחומרים אחרים. השאלה כעת היא כך: האם לראות בקופרט חומר אחד או אוסף של כמה חומרים בגביש אחד.

הבנת המבנה האמיתי מקרבת את היישום המעשי של מוליכי-על בטמפרטורות גבוהות יותר.

25 צפיות

מקורות

  • We've Been Wrong About This Type of Superconductor For The Last 40 Years

תגובות

קראו כתבות נוספות בנושא זה:

מצאתם טעות או אי-דיוק?הערותיכם ייבחנו בהקדם האפשרי.