_ Oamenii de știință se amestecă și se potrivesc proprietăți pentru a face un nou supraconductor cu structură chirală

Cercetătorii de la Universitatea Metropolitană din Tokyo au creat un nou supraconductor cu o structură cristalină chirală prin amestecarea a două materiale, unul cu supraconductivitate, dar fără chiralitate, altul cu chiralitate, dar fără supraconductivitate.

Noul compus platină-iridiu-zirconiu trece la un supraconductor în vrac sub 2,2 K și s-a observat că are structură cristalină chirală folosind difracția de raze X. Noua lor abordare a soluției solide promite să accelereze descoperirea și înțelegerea noilor materiale supraconductoare exotice.

Oamenii de știință care studiază supraconductivitatea au misiunea de a înțelege cum natura exotică a materialelor supraconductoare decurge din structura lor și cum am putea noi. controlați structura pentru a obține proprietăți dezirabile.

Dintre multele aspecte ale structurii, o dezvoltare recentă interesantă este problema chiralității. Multe structuri au o „mână”, adică nu arată la fel într-o oglindă. Un efect al chiralității în supraconductori este de a declanșa ceva numit cuplare asimetrică spin-orbită (ASOC), un efect care poate face supraconductorii mai robusti la expunerea la câmpuri magnetice ridicate.

Pentru a înțelege chiralitatea mai profund, totuși, oamenii de știință au nevoie de mai mulți supraconductori cu o structură chirală pentru a studia. Calea obișnuită este să cauți compuși chirali, să verifici dacă sunt supraconductori sau nu, să clătești și să repeți: acest lucru este foarte ineficient.

De aceea o echipă de la Universitatea Metropolitană din Tokyo condusă de profesorul asociat Yoshikazu Mizuguchi a a introdus o abordare complet nouă. În loc să parcurgă listele de compuși, au amestecat doi compuși cu proprietăți fizice cunoscute, un compus platină-zirconiu cu supraconductivitate, dar fără chiralitate și un compus iridiu-zirconiu cu o structură chirală, dar fără rapoarte de supraconductivitate. Lucrarea este publicată în Journal of the American Chemical Society.

Combinând elemente într-un raport care se potrivește cu o anumită proporție din fiecare compus, aceștia au reușit să „amestecă și să potrivească” în mod eficient proprietățile fizice, ajungând cu un material nou care avea atât o structură cristalină chirală, cât și o supraconductivitate.

Echipa a studiat mai întâi diferite rapoarte de amestec, constatând că la aproximativ 80% incluziune de iridiu, proporția structurii cristaline chirale (aici, structura P6122). a compusului chiral iridiu-zirconiu) crește rapid la temperatura camerei. Răcirea probelor la temperaturi scăzute, acestea au putut confirma supraconductivitate până la aproximativ 85%. Acest lucru a lăsat o fereastră mică în care ambele proprietăți se pot manifesta.

Uitându-se la amestecul lor de 80%, ei au răcit proba până în jurul locului în care a fost văzută supraconductibilitatea, constatând că proporția structurii chirale crește dramatic. În mod clar, noul lor compus este un supraconductor cu o structură chirală.

Echipa a confirmat, de asemenea, că supraconductivitatea apare în vrac, nu de la suprafață. Munca lor demonstrează puterea unei abordări „mix and match” în realizarea de noi supraconductori exotici, un impuls dramatic binevenit în căutarea mai multor materiale și mai multă înțelegere.

(Fluierul)