Nowe wskazówki do nadprzewodnictwa

fot. Sonda badająca głębokość penetracji pola w nadprzewodniu wskazująca na paski ukazujące związek pomiędzy granicą krystaliczną a jakością nadprzewodnika. /B. Kalisky, J.R. Kirtley, J.G. Analytis, Jiun-Haw Chu, A. Vailionis1, I.R. Fisher and K.A. Moler

Nowe zdjęcia bazujących na żelazie nadprzewodników dają wskazówki dotyczące pochodzenia nadprzewodnictwa w klasie materiałów ceramicznych. Zdjęcie pokazuje, że elektrony odpowiedzialne za prądy nadprzewodnika w niektórych materiałach mają tendencję do przepływu głównie wzdłuż granic między krystalicznymi ziarnami, które tworzą nadprzewodnik.

Badania te mogą pomóc fizykom w odnalezieniu nowych materiałów nadprzewodzących, które zapewniłyby przepływ prądu bez rezystancji elektrycznej, która jest głównym ogranicznikiem możliwości tradycyjnych przewodów metalowych.

W celu zidentyfikowania sytuacji, w której regony reprezentowane przez paski zawierają prądy nadprzewodnictwa, grupa naukowców z uniwersytetu Stanforda zmierzyła głębokość pola magnetycznego penetrującego nadprzewodzącą próbkę. Pod wpływem pola magnetycznego, prąd płynący w nadprzewodniku wytwarzał pole magnetyczne wewnątrz materiału, skierowane przeciwnie do pola zewnętrznego. Pola wzajemnie się niwelowały wewnątrz nadprzewodnika.

Sytuację tą można podsumować w następujący sposób: nadprzewodnik zapobiega polu magnetycznemu, które przez niego przenika (jest to źródło efektu Meissnera, który dotyczy lewitacji bardzo silnych magnesów nad nadprzewodnikiem). Im klasa nadprzewodnika jest wyższa tym skuteczniej może on eliminować pole magnetyczne. Metoda ta pozwala naukowcom określenie natężenia prądów w nadprzewodniku.

W odróżnieniu od nadprzewodników metalowych, które do nadprzewodnictwa wymagają temperatur pracy bliskich zeru bezwzględnemu, nowe materiały ceramiczne posiadają właściwości nadprzewodzące w temperaturach od 10K do 135K. Podstawowe mechanizmy działania wciąż nie zostały poznane, jednak jak wiadomo nadprzewodnictwo występuje wzdłuż granic pomiędzy kryształami.

W Viewpoint pojawiajacym się w bieżącym wydaniu APS Physics, John Tranquada z Brookhaven National Laboratory zaznacza, że badanie powiązania pomiędzy granicami kryształów a nadprzewodnictwem powinno pomóc nam odkryć nadprzewodniki, które mogłyby pracować w wyższych temperaturach, co w efekcie zwiększyłoby możliwości ich użycia.

physorg.com