Sciencemag.cz
Doporučujeme
Po kuprátech a niklátech si vědci při hledání vysokoteplotních supravodičů začínají všímat sloučenin dalšího prvku – palladia.
Viz také: Supravodivost oxidů mědi a niklu se liší
Vědci z Vídeňské technické univerzity přišli s teoretickými modely, které jim umožnily vypočítat teploty supravodivého převodu (kritické teploty) pro řadu sloučenin. U oxidů niklu tato čísla souhlasila s tím, co je potvrzeno experimentálně. Jak uvádí spoluautor studie Karsten Held, hledání nejlepších možných supravodivých materiálů je obtížné: v úvahu přichází mnoho chemických prvků. Lze je skládat dohromady v různých strukturách a navíc přidávat nepatrné příměsi dalších. Pro návrh je třeba detailně pochopit, jak spolu interagují elektrony v těchto materiálech. Nový výzkum ukázal, že existuje určité optimum pro sílu interakce elektronů: interakce musí být silná, ale zároveň ne příliš silná. Mezi tím existuje oblast, která umožňuje dosáhnout nejvyšších teplot supravodivého přechodu.
Kupráty i nikláty mají interakci elektronů příliš silnou. Naopak palladium leží v periodické tabulce řádek pod niklem; vlastnosti má podobné, ale elektrony jsou zde v průměru dále od atomového jádra i od sebe navzájem. V důsledku toho by jejich interakce měly být slabší. Zbývá samozřejmě ještě „maličkost“ – zkusit, zda oxidy palladia (palladáty) budou mít slibované vlastnosti i ve skutečnosti.
Motoharu Kitatani et al, Optimizing Superconductivity: From Cuprates via Nickelates to Palladates, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.166002
Zdroj: Vienna University of Technology / Phys.org
Selenid železnatý komplikuje známé zákonitosti
Sloučenina FeSe ve 2D podobě má podle nové studie teplotu supravodivého převodu 70 K. Pro nasazení supravodivosti v průmyslových aplikacích to žádný zvláštní smysl nemá, tedy samo o sobě. Nicméně výsledky mají mít význam pro další výzkum nekonvenčních supravodičů (supravodičů 2. typu). Tým z MITu totiž zjistil, že selenid železa se do supravodivého stavu přepíná zcela novým mechanismem. Místo koordinovaného posunu spinů dochází u atomů selenidu železa ke kolektivnímu posunu jejich orbitální energie.
Occhialini, C.A., et al, Spontaneous orbital polarization in the nematic phase of FeSe, Nature Materials (2023). DOI: 10.1038/s41563-023-01585-2. www.nature.com/articles/s41563-023-01585-2
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / Phys.org
Detekovány vlny hustoty elektronových párů
Výzkumníci z University College Cork vytvořili nový typ supravodivého stavu v telluridu uraničitém UTe2. Primárně se jedná o supravodič klasický (1. typu), jehož elektrické vlastnosti zajišťují páry elektronů. Podle nového zjištění ale v UTe2 některé z elektronových párů tvoří navíc novou „krystalovou“ strukturu usazenou v příslušné „tekutině“ na pozadí. Tyto stavy byly poprvé navrženy před pěti lety a nazvány vlny hustoty elektronových párů (electron pair-density waves). V telluridu uraničitém se podařilo příslušný fyzikální jev nyní detekovat.
UTe2 by tak nakonec mohl představovat zcela nový typ supravodiče, který by se mohl uplatnit např. v kvantových výpočtech, konkrétně v tzv. topologických kvantových počítačích (s těmi experimentuje např. Microsoft) – a to proto, že tellurid uraničitý má být také topologickým supravodičem. Jeho použití by podle výzkumníků mohlo výrazně zvýšit životnost qubitů (jejich odolnost vůči šumu) a tím i dobu dobu trvání výpočtu.
Séamus Davis, Detection of a pair density wave state in UTe2, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05919-7. www.nature.com/articles/s41586-023-05919-7
Zdroj: University College Cork / Phys.org
Ke určitě zajímavé zjistit, že supravodivost nemusí vznikat jen díky vytváření Cooperových elektronových párů a nulovým spinem, ale že u látek různého chemického složení tato vlastnost byla zjištěna při i posunech na energetických hladinách atomových orbitalů.
Co je ale zásadní přepis v článku je vzorec selenidu železnatého FeSe, ne FeS sulfid železnatý.
anoano, na jednom miste tam byl preklep, dekuju…