Uutta tietoa rautapohjaisista suprajohteista07.05.2012 Yhdysvaltain energiaministeriön Brookhaven National Laboratory, Cornell University, St. Andrewsin yliopiston ja näiden yhteistyökumppanien tutkijat ovat mittailleet kuinka vahvasti elektronit ovat sidoksissa toisiinsa muodostaessaan Cooperin pareja rautapohjaissa suprajohteissa. Tutkijat ovat yrittäneet ymmärtää korkean lämpötilan suprajohtavuuden mekanismia jo pitkään jotta löydettäisiin tapa kehittää peräti huoneenlämmössä toimivia supramateriaaleja. Yksi avain suprajohtavuudesta on elektroniparin muodostuminen. Perinteisten suprajohteiden ja jopa supranesteiden perusteet tunnetaan paremmin mutta korkeiden lämpötilojen suprajohteiden perusteet ovat edelleen selvittämättä. Rautapohjaisten suprajohteiden löytyminen vuonna 2008 elvytti ajatuksen, että magnetismilla olisi tärkeä rooli korkean lämpötilan suprajohtavuudessa. Muiden muassa teoreetikot Dung-Hai Lee, Peter Hirschfeld ja Andrei Chubukov ovat kehittäneet erilaisia versioita teoriasta, joka ennustaisi, mitä nuo mittaukset pitäisi olla, jos magnetismi olisi suprajohtavuuden mekanismi. Nyt tutkijoiden tehtävänä oli testata näitä ennusteita ja siihen käytettiin mittaustapaa, joka otti huomioon eri elektronien sähköiset kaistat ja niiden liikkeiden suunnat. Elektroniparien sitoutuminen on erilainen eri kaistoilla ja jokaisella kaistalla se riippuu suunnasta, jolla elektronit liikkuvat. Pariutuminen on yleensä vahvempi tiettyyn suuntaan kuin 45 asteen kulmaan verrattuna toteaa tutkimuksia johtanut Séamus Davis. Tulokset tarjoavat todisteita teorialle, jossa magneettisuus on avain rautapohjaisen materiaalin kykyyn kuljettaa virtaa ilman resistanssia. Seuraava vaihe onkin käyttää menetelmää sen määrittämiseksi, päteekö teoria myös muillakin kuin rautaisilla suprajohteilla. Oheisessa kuvassa jokaisen pisteen korkeus edustaa suprajohtavaa energiarakoa elektronien liikkuessa tietyllä liikemäärällä kaistallaan. Kuvasta näkyy, että raon suuruus vaihtelee liikemäärän ja kaistan suhteen, mikä on se mitä teoria ennusti eli magnetismilla on ensisijainen rooli suprajohtavuuden syntymisessä. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.