2007年3月6日
超导电的传导与零阻力——有时,似乎变得停滞不前的形式的电子“僵局”。
一个可能的解释为什么提供的新的研究康奈尔大学。据研究,3月5日在美国物理学会的年会在丹佛,担忧某些铜氧化物——被称为铜酸盐可以成为高温超导体,但也可以,在一个稍微不同的配置,成为停滞的“僵局”。
了解如何以及为什么发生这种转变是铜酸盐超导研究的关键问题,因为如果没有,超导的最高温度可能会高得多。
扫描轻轻hole-doped铜酸盐晶体一个高度精确的扫描隧道显微镜(STM)揭示了强大的电子结构的变化与一些copper-oxygen-copper (Cu-O-Cu)债券分布式随机通过晶体明显表现出“漏洞”,电子人失踪。研究人员还发现更大的矩形区域失踪电子之间相隔四个单元的晶格,并可能代表长期的首次直接观测电子铜酸盐的“条纹”。
博士后研究员Yuhki Kohsaka与j . c .谢默斯•戴维斯康奈尔大学物理学教授,研究报道。Kohsaka纸工作,戴维斯和其他人是3月9日的封面故事版的科学。欧洲杯线上买球
超导现象首次被发现在金属冷却到绝对零度以上低于4摄氏度(-273摄氏度或-459华氏度)与液态氦。最近,超导在更高的温度下被发现在铜酸盐。纯铜酸盐通常是绝缘体,但是当掺杂少量的其他原子成为超导体在高于绝对零度的温度高达148华氏度(-125摄氏度)。杂质分解有序晶体结构和创建“洞”,电子应该。
空穴密度16%铜酸盐显示任何已知的最高温度的超导材料。但如果空穴密度降低几个百分点,超导陡然消失,材料变得高度耐药。欧洲杯足球竞彩
以前的实验已经证明远程模式交替的“条纹”高和低收费的密度,间距为四个单元的晶格,在掺杂铜酸盐存在,但没有成像技术能够检测到它们。
类和原子一般大小的STM使用一个类和原子一般大小提示移动步骤在一个表面上。当一个提示和表面之间的电压,小电流称为“隧穿电流”他们之间流动。通过调整的高度提示在水面上产生一个恒定电流,研究人员可以看到单个原子的形状。和特殊的STM的精度由康奈尔大学的戴维斯和他的同事们,电子态的空间安排可以成像。然而,研究人员在他们的论文中解释,这种技术在成像孔的分布存在着严重的局限性。
创新在新研究中,基于一个建议由诺贝尔奖得主菲利普•w•安德森,普林斯顿大学名誉教授,是比较电流相反的方向在每个点扫描。简而言之,在水晶含有更少的地区电子(空穴),更多的电子可以从提示流入这些孔隙比。的过程称为TA-imaging隧道不对称。
康奈尔大学的研究人员研究了铜酸盐晶体中约10%的电子在晶格被拆除,取而代之的是洞。研究者成像两个铜酸盐截然不同的化学、晶体结构和掺杂特征,发现几乎相同的结果,它们的属性完全晶体中电子的空间排列。TA-imaging表明有洞的领域似乎集中在氧原子在Cu-O-Cu债券。这就是一直以来期望基于x射线散射研究。但“最令人惊讶的,”戴维斯说,“是当你地图这个东西对于大型的距离在表面没有观察到有序的模式。我们之前没有这方面的照片。”Perhaps even more exciting, he said, is the discovery that over larger areas the holes do appear to be arranged in patterns that are rectangular and exactly four crystal lattice spaces wide. These so called "nanostripes" are aligned with the crystal lattice but otherwise distributed at random.
“这是合理的,当你增加孔的数量这些“nanostripes”将成有序的条纹出现在其他实验,”戴维斯说。他说,下一步是使用TA-imaging条纹等更多掺杂材料展览是否由这些oxygen-centered洞。欧洲杯足球竞彩但关键的挑战,他补充道,是了解的过程究竟如何孔定位到这里看到的模式抑制了超导。
http://www.cornell.edu