Открыт новый аспект изменения плотности заряда в высокотемпературных сверхпроводниках

Ученые из Чалмерского технологического университета (ЧТУ) и Политехнического университета Милана определили новый важный аспект изменений плотности заряда в купратных высокотемпературных сверхпроводниках.

Специалисты обнаружили новую электронную волну, которая может помочь раскрыть некоторые тайны сверхпроводящих материалов, сообщает eurekalert.org. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Сверхпроводники с высокой критической температурой имеют переменную плотность заряда. Частично это объясняется волновым эффектом, открытым несколько лет назад. Но он возникал редко, при определенных условиях. Из-за этого ученые не считали волны плотности заряда фактором, связанным со сверхпроводящими свойствами.

Теперь специалисты обнаружили дополнительный аспект явления. Его назвали флуктуациями плотности заряда. Дополнительная модуляция имеет меньшую корреляционную длину. Она встречается в большем диапазоне температур, включая комнатную, при разных уровнях легирования кислородом.

«Параметр может объяснить неожиданные свойства сверхпроводников, — сказал Риккардо Арпая из ЧТУ. – Некоторые скажут, что уже известные волны плотности заряда – верхушка айсберга. Обнаруженные нами флуктуации – его скрытая часть. Открытие было сделано благодаря развитию техник синхротронного рентгеновского рассеяния».

Образцы были изготовлены в неапольском Итальянском национальном исследовательском совете и исследовательской группой ЧТУ, возглавляемой профессором Флорианой Ломбардии. Специалисты определили, как развиваются колебания плотности заряда в зависимости от температуры. Обычно изменения возникают при достижении критической точки. Новое явление не зависит от сверхпроводимости, показывая, что характеристики не конкурируют. Выводы могут укрепить теорию о ключевой роли колебаний плотности заряда в развитии уникальных свойств материалов.

Работа при низких температурах требует охлаждения жидким гелием или азотом. Из-за этого использовать сверхпроводники вне определенных систем дорого и сложно. Если удастся приблизить рабочие условия к комнатной температуре, распространенность структур увеличится.

«С 2012-го, когда были открыты волны плотности заряда в купратах, мы пытались понять их роль. Новое явление может оказаться базовым свойством сверхпроводников, играющим важную роль в передаче тока», — сказал профессор Джакомо Гирингелли из миланского университета.