211service.com
Rumstemperatur superledningsförmåga hävdas för Cuprates
När det gäller supraledning kräver fysiker vanligtvis tre separata bevissträngar för att bekräfta påståendet. För det första måste ett material ha noll motstånd. För det andra måste materialet visa Meisner-effekten genom att reflektera ett externt magnetfält. Och slutligen måste dessa effekter slås på vid en specifik kritisk temperatur.
I de flesta supraledande material sker övergången till nollresistans och Meisnereffekten vid samma kritiska temperatur. Men på senare år har vissa fysiker hittat några kuprater där övergången till nollresistans sker vid en lägre temperatur än Meisnereffekten.
Så vid låga temperaturer fungerar kupraten som en vanlig supraledare. När temperaturen stiger går den igenom en första övergång och förlorar sitt nollmotstånd samtidigt som Meisner-effekten bibehålls. Sedan när temperaturen stiger ytterligare går den igenom en andra övergång där Meisnereffekten försvinner och materialet blir en vanlig ledare. I underdopad yttriumbariumkopparoxid (YBCO) sker den första övergången vid 85K medan den andra vid över 200K.
Men eftersom båda effekterna är manifestationer av supraledning, hur kan detta vara?
Idag lade Vladimir Kresin vid Lawrence Berkeley National Laboratory och Stuart Wolf vid University of Virginia fram en teori. De tror att dessa kuprater består av två komponenter med olika övergångstemperaturer: komponenten med högre övergångstemperatur bildar öar i en matris med lägre övergångstemperatur.
Det förklarar varför materialet har två övergångstemperaturer, säger de. Under 85K är båda komponenterna supraledare. Men när temperaturen stiger över 85K blir matrisen en konventionell ledare som introducerar ändligt motstånd. Ö-komponenten bibehåller dock sin supraledning.
Det är därför mätningar på bulkmaterialet visar ändligt motstånd men också Meisner-effekten.
Det som är intressant med ö-komponenten är att det måste vara en supraledare vid temperaturer över 200K, möjligen så högt som 250K. Det är rumstemperatur.
Det väcker en uppenbar fråga: vad är skillnaden mellan ö-komponenten och matriskomponenten? Kresin och Wolf vet inte men de kommer med ett förslag. Supraledare är utomordentligt känsliga för den blandning av atomer de är sammansatta av. Deras idé är att högtemperaturöarna bildas där atomisotoper subtilt ändrar materialegenskaperna.
Exakt hur en isotop kan göra detta är inte klart. Men Kresin och Wolf säger att ett experiment har visat att utbytet av O-18 mot O-16 i en annan cuprate dramatiskt ökar den andra övergångstemperaturen.
Det är potentiellt spännande. I själva verket säger dessa killar att de har upptäckt en supraledare med rumstemperatur, om än en som fungerar inuti en supraledare med lägre temperatur. Huruvida detta material kan isoleras så att effekten uppträder i ett fristående bulkmaterial kommer att vara en viktig fråga att undersöka.
Men de här killarna måste göra lite mer arbete för att övertyga alla andra. Området för supraledning är full av rapporter om högtemperatursupraledare som senare har visat sig vara svåra eller omöjliga att reproducera. Forskare har till och med ett namn för dessa fynd: USOs – oidentifierade supraledande objekt.
För några år sedan tittade vi på Kresins påstående om att ha hittat nanokluster av aluminium som supraleder vid 200K . Vi har inte sett något sedan dess.
Kresin och Wolf säger att de planerar att göra ytterligare undersökningar. Om vi hör mer från dem eller andra som har upprepat sitt arbete, vet vi att det finns något med dessa påståenden. Om inte, måste vi räkna upp det som en annan USO.
Ref: arxiv.org/abs/1109.0341 : Inhomogent supraledande tillstånd och inneboende Tc : Superledning nära rumstemperatur i cuprates