新しい材料は超伝導を説明する鍵を提供する

新しい材料は超伝導を説明する鍵を提供する
ベルリン、20091019

(原文)https://www.helmholtz-berlin.de/aktuell/pm/pm-archiv/2009/pm-argyriou-polarone_en.html

 

 

超電導体はほとんど抵抗なく電気を伝導する材料であり、エンジニアは単にそれらに夢中です。この物理現象を説明するために世界中の物理学者が熱心に取り組んでいます。しかし、今日まで、ある物質が突然特定の温度以下の超伝導体になる理由を正確に知る者はいません。ヘルムホルツ・ツェントラム・ベルリン・フォー・マテリアン・アンド・エナジーHZB)の研究者は、現在のNature Materialsの問題で、どの理論が正しいかについて長期にわたる論争を最終的に解決できる新しい発見を提示している。
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つのことは確かです。転移温度付近で「非導通」から「導通」への相転移が起こります。その下では、電気抵抗がほとんど測定できなくなります。結晶格子中の原子は再構成され、その物質は新しい性質をとることができる。 1つの理論は、超伝導が、超電導体を製造するために使用される原材料に既に内在する性質であることを提案している。これらの原料は常に絶縁体です。すなわち、電気を通さない材料である。それらはドーピングと呼ばれるプロセスの後でのみ伝導性になり、ここで異原子は結晶格子に取り込まれる。第2の理論は、材料が遷移温度に近づくにつれて2つの相が「競合する」ことを提案し、超電導はこの現象から生じる。 HZBDimitri Argyriouは次のように述べています。「私たちの発見は、この後者の理論の正しさを確認しています。
彼と彼のチームは、ランタン - ストロンチウム - マンガン化合物を調べた。この材料は実際の超伝導体ではないが、同様に絶縁材料をドーピングすることによって製造される。しかしながら、ランタン - ストロンチウム - マンガン酸塩はそれ自体が劣悪な導体である。 Argyriouと彼のチームは中性子散乱によってこの新しい金属を研究し、通常の金属との違いを発見しました。
銅のような純粋な金属では、電流の流れを可能にする自由電子が存在し、現在の理論ではこれらの電子が蓄積していわゆる電子ガスを形成する。
ランタン - ストロンチウム - マンガネートでは、HZBの研究者は、自由電子が電子ガスとして短時間しか動作しないことを発見した。彼らは、断熱材に由来し、突然結晶格子内に再び閉じ込められたことを「忘れていない」。それらは実際にはこれらの2つの状態の間で交互になり、しばらくの間自由(導電性)になり、再びトラップされる(非導電性)。
「この挙動は、絶縁体特性がドープされた材料の記憶に固定されたままであり、超伝導の特性がソース材料に存在しないことを証明している」とDimitri Argyriouは結論づけている。