Есть конспект?
Пришлите нам!

Работы ученых по дальнейшему развитию сверхпроводников тормозились долгие годы из-за необычного поведения их свойств...


Фотография молекулярной структуры поверхности сверхпроводника (© A. Yazdani)Специфическое поведение высокотемпературных сверхпроводников многие годы вводило в замешательство физиков. Теперь, исследовав свойства купроксных поверхностных слоев в меднокислом сверхпроводнике, ученые Университета Штата Иллинойс нашли несколько новых важных ответов в решении этой загадки.

Результаты исследований были опубликованы в августовском в выпуске Physical Review Letters, за авторством профессора физики Али Яздани, аспиранта Шашанка Мисры и их коллег.

Используя туннельный микроскоп, они выяснили, что даже единственное купроксное покрытие может формировать устойчивый слой на поверхности сверхпроводника. Это вещество ведет себя по-другому, когда оно работает на поверхности, чем тогда, когда присутствует внутри какого-либо минерала. Данное открытие позволяет объяснить часть ранее непонятных явлений в поведении высокотемпературных сверхпроводников.

"В отличие от предыдущих исследований, мы нашли, что этот слой купроксного покрытия показывает необычное подавление туннельной проводимости при низких энергиях", сказал Яздани. "Мы думаем, что орбитальная симметрия электронов в атомарной структуре поверхности может влиять на туннелирование, вмешиваясь в этот процесс, и может быть ответственна за странное поведение, которое мы наблюдали на поверхности."

Хорошие для анализа покрытия методики исследований, типа электронного туннелирования и фотоэмиссии, дают нам информацию о высокотемпературных сверхпроводниках, сказал Яздани. Но не всегда было ясно, от какого слоя мы получали информацию. Дело в том, что купроксная поверхность и меднокислая основа сверхпроводника – это один и тот же по химическому составу компонент (купроксное означает - медно-окисный). Все отличие между поверхностным покрытием и внутренним стержнем сверхпроводника строится исключительно на атомарной структуре.

Вот почему, исследуя вещества на атомарном уровне и в наномасштабе, исследователи достигли намного более высокой точности результатов.

"Высокотемпературные сверхпроводники – это многослойные составы, содержащие один или более купроксных поверхностей и другие слои, которые действуют как емкости основной нагрузки", сказал Яздани. "Подобно примесям в транзисторах, эти слои жертвуют для передачи тока свой транспортный коридор из электронов купроксным поверхностям, делая их более скоростными проводниками. И именно сильные электронные взаимодействия в купроксных слоях ответственны за необычные электронные свойства материала."

Для анализа атомарной структуры изучаемых веществ Яздани и его коллеги при низкой температуре осуществили просмотр образцов поверхности сверхпроводника под туннельным микроскопом, который они построили в Штате Иллинойс. Исследуя множество образцов материала, и коррелируя изображения, полученные с рентгеновского кристаллографа, ученые идентифицировали индивидуальные слои окиси меди и окиси висмута, и затем оценили их электронные свойства.

Необычное поведение в сверхпроводнике характерно проявляется на уровне d-волны, сказал Яздани, и может демонстрировать существенное влияние слоистой структуры на свойствах электронов поверхности.

"От наших результатов, ясно видно, - от того, что Вы помещаете на поверхность сверхпроводника, целиком и полностью зависит то, что Вы получите в результате измерений", сказал Яздани.

Наличие прямого доступа к поверхности означает, что ученые смогут вскоре управлять ее свойствами, изменяя с помощью нее свойства материалов, находящихся под поверхностью. Работа исследователей Штата Иллинойс также открывает новую методологию исследований электронов купроксных поверхностей.

Информация для контакта:

James E. Kloeppel, kloeppel@uiuc.edu, 217-244-1073, University of Illinois at Urbana-Champaign


Dr.BoT© Konspektiruem.ru