Kekacauan dalam kristal, bukan jumlah elektron: apa yang sebenarnya mengendalikan superkonduktivitas FeSe

Diedit oleh: Svitlana Velhush

Di laboratorium Universitas Cornell, para fisikawan secara tak terduga menemukan bahwa superkonduktivitas dalam besi selenida FeSe tidak bergantung pada jumlah elektron, melainkan pada seberapa sempurna kisi kristal material tersebut. Temuan ini mengubah pemahaman yang lazim tentang superkonduktor bersuhu tinggi dan membuka jalan baru untuk mengendalikannya.

Biasanya dalam material semacam itu para ilmuwan mengubah jumlah elektron — yang disebut doping — untuk mencapai "kubah" superkonduktivitas, tempat material kehilangan hambatan pada suhu yang relatif tinggi. Namun pada FeSe, semuanya ternyata berbeda. Para peneliti di bawah pimpinan Kyle Shen menunjukkan bahwa kurva kubah ini erat kaitannya dengan hamburan elektron pada cacat kisi, bukan dengan konsentrasi pembawa muatan.

Bayangkan jalan-jalan di kota: jika jalannya rata dan tanpa lubang, mobil melaju cepat dan tanpa hambatan. Begitu muncul lubang dan rintangan, gerakan melambat, bahkan jika jumlah mobil tidak bertambah. Demikian pula dalam kristal FeSe: elektron "tersandung" pada ketidaksempurnaan kisi, dan justru itulah yang menentukan kapan material menjadi superkonduktor.

Peneliti pascadoktoral Paul Malinowski, penulis pertama karya yang diterbitkan di PNAS, menjelaskan: "Kami menemukan bahwa kubah dalam material ini dikendalikan sama sekali bukan oleh hal yang biasa kita duga. Bukan oleh berapa banyak elektron yang Anda tambahkan, melainkan oleh rintangan apa yang mereka temui di jalan — seberapa sempurna atau tidak sempurnanya kisi kristal."

Para eksperimentator menggunakan metode baru untuk mengendalikan FeSe dan mengukur bagaimana hambatan berubah pada berbagai tingkat kekacauan. Ternyata kekacauan minimal memungkinkan tercapainya suhu superkonduktivitas maksimum, sedangkan perubahan jumlah elektron yang sederhana memberikan efek yang jauh lebih kecil. Hal ini membedakan FeSe dari sebagian besar superkonduktor berbasis besi lainnya.

Penemuan ini penting bukan hanya bagi fisika fundamental. Pemahaman tentang peran kekacauan struktural dapat membantu menciptakan material yang lebih stabil dan lebih terkendali untuk teknologi masa depan — dari magnet yang kuat hingga perangkat kuantum. Semakin bersih kisinya, semakin dekat kita pada pemanfaatan praktis superkonduktivitas bersuhu tinggi.

4 Tampilan

Sumber-sumber

  • Disorder is key to tuning a high-temperature superconductor

Komentar

Baca lebih banyak artikel tentang topik ini:

Apakah Anda menemukan kesalahan atau ketidakakuratan?Kami akan mempertimbangkan komentar Anda sesegera mungkin.