摘要:在两个看似非常不同的超导体类别之间发现了一个令人惊讶的联系。在新材料中,原子不规则地分布,但仍设法产生远程磁性顺序。...
在调查特殊材料的过程中,来自Tu Wien和机构的研究人员和美国的机构的研究人员和美国的机构的合作努力通过合作的努力发现了令人惊讶的效果:原子以完全无序的方式安排,但产生磁性秩序。
超导性是现代材料科学中的中心主题之一:某些材料可以在没有任何阻力的情况下进行电流 - 至少低于一定温度。但是,如何生产在较高温度下仍表现出该特性的材料仍然是一个未解决的问题。
现在,Tu Wien的研究人员发现了两个实际上完全不同的超导体类别之间的令人惊讶的联系 - 所谓的“ Cuprates”和“ Pnictides”:Mulunskite的材料以意想不到的方式结合了两者的属性。令人惊奇的是,即使Murunskite中的关键原子完全随机和不规则地排列,磁性的排序也整齐,即使在令人惊讶的高温下,也类似于铁刺者的磁性。类似地,在丘比特中,尽管有很多局部疾病,以及高温超导性,但一种特殊的金属性(可能仅与异常干净的系统有关)。 Cuprates和Murunskite中的“罪魁祸首”是开放的配体轨道。
两个世界 - 一间
即使在相对较高的温度(称为高温超导体)中,也表现出超导性能的材料通常归功于不同类型的原子之间的复杂量子物理相互作用。要在计算机上模拟此类材料的效果并理论上理解它们需要大量努力。
但是,近几十年来,已经发现了各种类型的材料,这些材料已被证明是超导性研究的有希望的有望,例如库酸酯类。这些是含有铜原子的陶瓷化合物,在用电荷载体掺杂时,超导性从绝缘状态出现。完全不同的超导体是Pnictides-带有移动电子的金属材料。
Tu Wien的研究人员现在仔细研究了另一种材料:Murunskite,一种由钾,铁,铜和硫组成的晶体。尽管它不是超导体本身,但与超导材料密切相关。 NevenBariši教授说:“从某种意义上说,Murunskite是这两类材料之间缺少的联系。”来自Tu Wien的固态物理研究所。 “它具有像pnictides这样的晶体结构,但电子性质与铜层类似。它的磁性特性是新颖而令人惊讶的,尽管让人联想到丘比特和pnictides。”
几何障碍,磁顺序
有许多表现出磁性效应的材料。这意味着原子以相同的方式对齐 - 就像许多指向相同方向的小指南针一样。通常,原子还必须定期进行几何排列。这是确保它们都以相同方式相互影响的普遍接受的方式,以便磁顺序可以长距离发展。
然而,令人惊讶的是,Murunskite并非如此:“在这种材料中,原子不是定期排列的,” Priyanka Reddy说。”在水晶晶格的某些点上,可以有铜原子或铁原子。铜原子没有磁性效应,但是铁原子可以。”
没有几何图案,根据哪些铜和铁原子的排列;它们是随机混合的。然而,由于研究团队现在能够显示出磁性的磁序在负176摄氏度(97k)的温度下出现:即使铁原子在相同的模式下磁性地对齐,即使它们彼此之间的距离不同。
“在这种情况下,我们谈到了紧急秩序,” Davor Tolj解释说。 “即使原子不遵循任何几何规则,它们也会形成磁性有序的簇 - 在无序原子的海洋中有序的岛屿,从某种意义上说,这些岛屿在共同的磁性方向上达成共识。”这些簇网络与其他簇网络,因此尽管缺乏几何顺序,但磁性顺序却遍及整个晶体。
结果表明,磁顺序不一定必须基于完美的原子序。这开辟了与超导体及其他地区有关的材料和设备研究的新途径。