Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jak souvisejí kupráty a podivné molekuly R4Ni3O10 a R4Ni3O8?
Tým z Argonne National Laboratory považuje podvojné oxidy niklu za kandidáty na vysokoteplotní supravodiče. Vědci z laboratoře, která spadá pod americké ministerstvo energetiky, připravili konkrétně dva typy sloučenin, R4Ni3O10 a R4Ni3O8, kde R může zastupovat lanthan nebo praseodym.
(Terminologicky: La má oxidační číslo de facto jen 3, předpokládejme, že totéž zde tedy bude mít Pr. Na celočíselná oxidační čísla niklu to nějak nevychází, tudíž i názvy…)
Z R4Ni3O10 se redukcí vodíkem v atmosféře argonu a za vysoké teploty připraví R4Ni3O8, což má být sloučenina namísto klasické krystalové mřížky složená ze tří vrstev atomů kyslíku a niklu, oddělených od sebe vrstvami oxidu lanthanu/praseodymu. Onu trojvrstvu „oxidu niklu“, která by měla být základem funkčnosti, pak autoři výzkumu označují jako kvazi-2D materiál. Autoři článku publikovaného v Nature Physics věří, že tento typ sloučenin připravili vůbec jako první. Struktura výsledného materiálu byla analyzována rentgenovou spektroskopií.
Po aplikaci výpočetních metod se výzkumníci domnívají, že jiné sloučeniny niklu by tento typ supravodivosti nevykazovaly. John Mitchell a Junjie Zhan, kteří vedli studii, dodávají, že R4Ni3O8 ještě není samotným vysokoteplotním supravodičem, ale nějaká příbuzná látka by být mohla. Její strukturu chtějí najít pomocí výpočtů elektronových hustot; požadované elektronové hustoty by se pak dalo dosáhnout přidáním příměsí (dopantů). Jako nadějnější kandidát pro další výzkumy se jim jeví spíše verze s praseonymem než lanthanem. V Argonne National Laboratory dokáží pro růst těchto krystalů použít teploty až 2000 °C a tlaku kolem 150 atmosfér.
Už v 80. letech byly objeveny sloučeniny mědi (kupráty), které slibovaly supravodivost i za vyšších teplot, ale dosud pořádně nevíme, jak tyto sloučeniny fungují. Proto se zkoumají i další látky. Kombinovaný oxid niklu (?) by se svými vlastnostmi mohl měďnatým sloučeninám (kuprátům) blížit. Nicméně ani zde hledání dosud nebylo úspěšné, dříve zkoumané oxidy niklu vesměs nejen nebyly supravodivé, ale ani normálně vodivé. Třeba se díky sloučeninám typu R4Ni3O10 a R4Ni3O8 podaří tyto hádanky trochu rozmotat.
Zdroj: Phys.org
