Сверхпроводящие материалы, которые передают власть без сопротивления, находятся в оптимальной работы при высокой и низкой плотности заряда меняется на наноуровне, согласно исследований, выполненных на кафедре Ок-Ридж энергетики Национальной лаборатории.
В исследовании, к лучшему пониманию динамики за высокотемпературной сверхпроводимости, ORNL ученые переписали вычислительной код для численной модели Хаббарда, что ранее предполагалось, медно-соединения сверхпроводящих материалов, известных как купратов быть однородной - одинаковой плотности электронов - от атома к атому.
Исследователи обнаружили, что атом кластеров с неоднородной полосы низкой плотности (показано красным) повышение критической температуры, необходимое для достижения сверхпроводник государства.
Ведущий автор исследования Томас Майер и его коллеги Гонсало Альварес, Майкл Саммерс и Томас Шультесс получил Ассоциации по вычислительной технике Гордон Белл премии два года назад для своих высокопроизводительных вычислительных приложений. Применение в настоящее время используется для изучения наноразмерных неоднородностей в сверхпроводниках, что уже давно заметили, но оставил необъясненным.
Статья опубликована в Physical Review Letters.
"Купратов и другие химические соединения используются в качестве сверхпроводников требуют очень низких температурах, приближается к абсолютному нулю, чтобы переход от фазы сопротивления никакого сопротивления", сказал Джек Уэллс, директор Управления планирования и институционального бывшего вычислительного Материаловедение лидера группы.
Жидкий азот используется для охлаждения сверхпроводников в фазовом переходе. Холоднее проводящий материал должен получить для достижения сопротивления без фазы сверхпроводника, менее эффективны и более дорогостоящими являются инфраструктур сверхпроводник власти. Такие инфраструктуры включают те, которые используются на магнитной левитации поезда, больницы магнитно-резонансная томография, ускорителей частиц и некоторые коммунальные услуги городской власти.
В фотоэмиссии с угловым разрешением экспериментов и исследований по транспортной купрата материал, экспонаты полосатые электронные неоднородности, в течение многих лет ученые наблюдали, что сверхпроводимость, сильно пострадавших от наноразмерных особенности и в некотором отношении даже оптимизированы.
"Цель следующие Гордон Белл премии должен был принять, что применение суперкомпьютеров и узнать, являются ли эти неоднородной полосы увеличена или уменьшена температуры, достаточной для перехода", сказал Уэльс. "Обнаружив, что чередование приводит к сильному увеличению критической температуры, мы можем задаться вопросом: существует ли оптимальная неоднородность?"
В идеальном мире, материал может стать сверхпроводящими при легко достигается и поддерживается низкая температура, устраняя большую часть сопровождающих стоимость охлаждения инфраструктуры.
"Следующим шагом на нашем пути является сложная проблема", сказал Уэльс. "Но с точки нашей лаборатории зрения, все основные инструменты подходят для изучения этого явления - вычислительных кодов, мы написали, рассеяние нейтронов экспериментов, которые позволяют нам изучить свойства наноразмерных - доступны для нас."
Источник: http://www.ornl.gov/