Los físicos en BESSY II de Helmholtz-Zentrum Berlin estudiaron una estructura artificial compuesta de capas alternas de materiales ferromagnéticos y superconductores. Se descubrió que las ondas de densidad de carga inducidas por las interfaces se extendían profundamente en las regiones superconductoras, indicando nuevas formas de manipular la superconductividad.los resultados ahora se publican en Materiales de la naturaleza .
Hace 30 años se descubrieron superconductores de alta Tc: se descubrió que una clase de materiales cerámicos de óxido de metal pasaba corriente eléctrica sin pérdidas de energía. A diferencia de los superconductores convencionales que tienen que enfriarse casi a cero absoluto, esta propiedad ya aparece en comparaciónaltas temperaturas. En el prototipo de óxido de cobre y bario de itrio YBaCuO, la temperatura de transición es de 92 Kelvin menos 181 grados centígrados. Por lo tanto, el nitrógeno líquido es suficiente como refrigerante para alcanzar la fase superconductora. El descubrimiento de la superconductividad a alta temperatura ha comenzado una búsquedapara aplicaciones, que se están implementando ahora.
Hasta ahora, sin embargo, el mecanismo microscópico de la superconductividad de alta Tc aún es tema de debate.
capas finas superconductoras y feromagnéticas
Un equipo de científicos dirigido por el Prof. Bernhard Keimer, MPI para Solid State Research, y el Dr. Eugen Weschke, HZB, ha investigado un sistema de capas artificiales compuesto por nanocapas alternas de YBaCuO y un material ferromagnético. Los espesores de YBaCuOlas capas variaron entre 10 nm y 50 nm.
Se observan pequeñas modulaciones colectivas de electrones de valencia
Como las interfaces a menudo determinan las propiedades de tales heteroestructuras, los físicos estaban particularmente interesados en su papel para el sistema actual. Durante su trabajo de doctorado utilizando difracción de rayos X resonante en BESSY II, Alex Frano pudo detectar pequeñas modulaciones colectivas de electrones de valencia alrededor de Cuátomos en la capa YBaCuO. El análisis de datos reveló que la onda de densidad de carga resultante no permanece ubicada cerca de la interfaz, sino que se extiende a través de toda la capa. "Este hallazgo es bastante sorprendente, ya que estudios previos revelaron una fuerte tendencia de la superconductividad a suprimir laformación de ondas de densidad de carga ", explica Frano.
Coexistencia de superconductividad y onda de densidad de carga
"La ingeniería de interfaces artificiales en heteroestructuras de capas ferromagnéticas y superconductoras permitió estabilizar las ondas de densidad de carga incluso en presencia de superconductividad: YBaCuO sigue siendo superconductora, mientras que las cargas se organizan en una estructura periódica", explica Weschke, "explorando los detalles de esta coexistenciaen una escala microscópica es una tarea desafiante para futuros experimentos ". Una perspectiva muy emocionante de los resultados actuales es allanar el camino para controlar el estado superconductor mismo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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