El descubrimiento el año pasado del primer material de óxido de níquel que muestra signos claros de superconductividad desencadenó una carrera por científicos de todo el mundo para obtener más información. La estructura cristalina del material es similar a los óxidos de cobre, o cupratos, que contienenrécord mundial de conducción de electricidad sin pérdida a temperaturas relativamente altas y presiones normales. ¿Pero sus electrones se comportan de la misma manera?
Las respuestas podrían ayudar a avanzar en la síntesis de nuevos superconductores no convencionales y su uso para la transmisión de energía, transporte y otras aplicaciones, y también arrojar luz sobre cómo funcionan los cupratos, lo que sigue siendo un misterio después de más de 30 años de investigación.
En un artículo publicado hoy en Materiales de la naturaleza , un equipo dirigido por científicos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía y la Universidad de Stanford informan la primera investigación detallada de la estructura electrónica de los óxidos de níquel superconductores, o nickelatos.
Los científicos utilizaron dos técnicas, la dispersión de rayos X inelástica resonante RIXS y la espectroscopía de absorción de rayos X XAS, para obtener la primera imagen completa de la estructura electrónica de los nickelatos: básicamente la disposición y el comportamiento de sus electrones,que determinan las propiedades de un material.
Tanto los cupratos como los nickelatos vienen en láminas delgadas y bidimensionales que están en capas con otros elementos, como los iones de tierras raras. Estas láminas delgadas se vuelven superconductoras cuando se enfrían por debajo de cierta temperatura y la densidad de su flujo librelos electrones se ajustan en un proceso conocido como "dopaje"
Los cupratos son aislantes en sus estados de "tierra" predopados, lo que significa que sus electrones no son móviles. Después del dopaje, los electrones pueden moverse libremente, pero en su mayoría están confinados a las capas de cuprato, rara vez viajan a través de las capas intermedias de tierra rarallegar a sus vecinos cuprate.
Pero en los nickelatos, el equipo descubrió que este no es el caso. El compuesto no dopado es un metal con electrones que fluyen libremente. Además, las capas intermedias en realidad contribuyen con electrones a las láminas de nickelate, creando un estado metálico tridimensional que esbastante diferente de lo que se ve en los cupratos.
Según los investigadores, este es un tipo completamente nuevo de estado fundamental para los óxidos de metales de transición, como los cupratos y los nicquelatos. Abre nuevas direcciones para experimentos y estudios teóricos sobre cómo surge la superconductividad y cómo se puede optimizar en este sistema y posiblemente enotros compuestos
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio nacional de aceleración DOE / SLAC . Original escrito por Glennda Chui. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :