W ditellurku uranu wykryto fale gęstości par po zaniku nadprzewodnictwa — ScienceDaily
Fizycy z Uniwersytetu Illinois w Urbanie-Champaign w USA uzyskali dowody nietypowego zachowania nadprzewodzącego w ditellurku uranu. W materiale wykryto fale gęstości par — nierównomierne okresowe struktury tworzone przez pary elektronów Coopera. Jak informuje ScienceDaily, struktury te utrzymywały się nawet po tym, gdy wraz ze wzrostem temperatury zanikał główny stan nadprzewodzący.
Pary przed przejściem do stanu nadprzewodzącego
Nadprzewodnictwo powstaje, gdy schłodzony metal przewodzi prąd elektryczny bez oporu. Aby tak się stało, elektrony tworzą pary Coopera, które mogą przejść do jednego stanu kwantowego. W konwencjonalnych nadprzewodnikach tworzenie takich par wiąże się z przejściem fazowym do nadprzewodnictwa.
Fale gęstości par, czyli PDW, przewidziano około 20 lat temu. W odróżnieniu od równomiernego rozkładu par w konwencjonalnym nadprzewodniku, w tym stanie pary są rozmieszczone okresowo i nierównomiernie. Badacze zaznaczają, że obserwacja PDW powyżej temperatury krytycznej wskazuje, iż pary Coopera w ditellurku uranu mogą tworzyć się jeszcze przed pojawieniem się głównej fazy nadprzewodzącej.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Pomiary na czystszych kryształach
Do eksperymentu zespół wykorzystał lepszej jakości kryształy ditellurku uranu, wyhodowane metodą topnikową, oraz skaningowy mikroskop tunelowy z wektorowym polem magnetycznym. Urządzenie umożliwiło śledzenie reakcji powierzchni próbek na zmiany temperatury oraz siły i kierunku pola magnetycznego.
Wcześniej naukowcy wykryli w materiale fale gęstości ładunku, jednak ich zachowanie w polu magnetycznym okazało się nietypowe: pole mogło je niszczyć. Nowe pomiary wykazały mody, których zależność od temperatury i pola magnetycznego odpowiadała oczekiwaniom dla fal gęstości par. Część tych modów pozostawała zauważalna także po przekroczeniu temperatury krytycznej.
Ograniczenia badania
Autorzy podkreślają, że skaningowa mikroskopia tunelowa rejestruje właściwości powierzchni, dlatego eksperyment nie pokazuje bezpośrednio procesów zachodzących w całej objętości ditellurku uranu. Jednocześnie połączenie pomiarów temperatury i pola magnetycznego z poprawioną jakością próbek dało spójny obraz stanu PDW. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
