Przez czterdzieści lat badacze wysokotemperaturowych nadprzewodników na bazie miedzi sądzili, że ich kryształy są jednorodne na wskroś. Nowe badanie naukowców z Uniwersytetu w Warwick i Europejskiego Źródła Promieniowania Synchrotronowego (ESRF) pokazało coś przeciwnego: materiał stanowi mozaikę różnych struktur.
Odkrycie z 1986 roku — kupraty — obiecywało rewolucję w przesyłaniu energii bez strat. Wszystkie teorie i obliczenia opierały się na wyobrażeniu o jednolitej sieci krystalicznej. Teraz to wyobrażenie zostało obalone.
Za pomocą trójwymiarowej dyfrakcji rentgenowskiej (3DXRD) zespół po raz pierwszy zajrzał głęboko do wnętrza próbki LESCO — kupratu lantanu, europu i strontu. Skanowanie od temperatury pokojowej do 100 kelwinów ujawniło dwa różne upakowania atomów, rozdzielone niezwykle szerokimi granicami — około 150 nanometrów.
Te granice, zdaniem chemika Marka Senna, nie tylko rozdzielają obszary, lecz aktywnie przeszkadzają w nadprzewodnictwie. Elektrony, które powinny tworzyć pary i poruszać się bez oporu, napotykają przeszkody w tych strefach.
Wynik wyjaśnia, dlaczego jedne próbki działają lepiej niż inne, i wymaga rewizji wielu wcześniejszych pomiarów. Przyszłe modele muszą uwzględniać tę wewnętrzną niejednorodność.
Metoda 3DXRD, która stała się możliwa dzięki modernizacji ESRF, pozwoli odkryć podobne „ukryte” struktury także w innych materiałach. Pytanie brzmi teraz tak: czy kuprat należy uważać za jedną substancję, czy za zbiór kilku materiałów w jednym krysztale.
Zrozumienie rzeczywistej struktury przybliża praktyczne zastosowanie nadprzewodników w wyższych temperaturach.
