高温超伝導体は抵抗なしで電流を運ぶ方法の詳細を明らかにする取り組みの一環として、ジョンズホプキンス大学とのエネルギーのブルックヘブン国立研究所米国エネルギー省の科学者たちは、テラヘルツ分光法を用いて、広い温度範囲にわたって超伝導の揺らぎを測定した。
彼らの手法は、その第二の億の単なる十億におよぶ変動を見ることができます、そしてこれらのつかの間の変動は、超伝導が入っセットれる転移温度（T c）は上記の10から15ケルビン（K）を消えることを明らかに
科学者は、酸化銅を重ねランタン及びストロンチウムの変数量を含む超伝導体を研究した。サンプルは、原子レベルで平坦な、完璧な薄膜のデジタル合成を可能にするユニークな原子層分子線エピタキシーシステムを使用して、ブルックヘブン国立研究所で作製した。
"今回の知見は、銅酸化物超伝導体で、非超伝導状態への遷移が電子対の間でコヒーレンスの損失によって駆動されることを示唆している"とブルックヘブン国立研究所の物理学者イワンBozovic、Nature Physicsのオンラインで結果を記述した論文の共同執筆者を言った、2011年2月13日。
これらの材料は約25年前に発見されて以来、科学者は、銅酸化物における高温超伝導超伝導の説明を探していました。彼らが絶対零度（0 Kまたは-273℃）付近まで冷却する必要があります従来の超伝導体よりもはるかに暖かい温度で動作できるため、高T cの超伝導体は、現実世界のアプリケーションの可能性を持っている。科学者が通電メカニズムを解明できれば、彼らもそのような無損失送電線などのアプリケーションに、室温で動作するバージョンを発見したり設計することができるかもしれません。このような理由から、多くの研究者が超伝導への遷移は、銅酸化物で発生するどのように理解することは物理学、今日の最も重要な未解決の問題の一つであると考えています。
従来の超伝導体では、電子のペアが抵抗なしに電流を流すように集団的、コヒーレント状態に遷移温度と凝縮で形成する。 165 Kという高温で動作する高T cの品種で、電子のペアが100から200 Kより高い温度で形成する、だけ転移温度まで冷却するときに、コヒーレントになることを凝縮する可能性のあるいくつかの兆候があります。
相転移を調べるために、ジョンズホプキンス- BNLのチームは、T c は 、上記の変動を超伝導の証拠を求めた。
"これらの変動は、こことそこにポップアップし、他の場所で再びポップアップするように蒸発してしばらく生活し、電子対がコヒーレントされている範囲内で、超伝導の小さな島々や水滴のようなもの、、ある、"Bozovicは言った。 "このような変動は、すべての超伝導体で発生する、"と彼は説明したように、"しかし、従来のものにだけ非常に、T cに非常に近い-の移行は、実際には非常にシャープです。"
一部の科学者は、銅酸化物で、逆に、超伝導揺らぎの温度での電子のペアのフォームに、非常に幅広い領域ですべての方法をする可能性があることを推測している。本研究では、科学者たちは、テラヘルツ領域までの温度と周波数の関数として導電率を測定することで、真正面からこの問題に取り組む。
"この手法では、1秒の10億分の1の10億分の1として、短命のような超伝導揺らぎを見ることができる - 最短 - と全体の相図を介して、"Bozovicは言った。
科学者は、酸化銅を重ねランタン及びストロンチウムの変数量を含む超伝導体を研究した。サンプルは、原子レベルで平坦な、完璧な薄膜のデジタル合成を可能にするユニークな原子層分子線エピタキシーシステムを使用して、ブルックヘブン国立研究所で作製した。テラヘルツ分光法の測定は、ジョンズホプキンス大学で行った。
中央の発見は、やや意外だった：科学者が明らかに超伝導の変動を観察したが、これらの変動に関係なくランタン/ストロンチウム比の、T c は上記の約10〜15 Kの中で、比較的すぐにフェードアウト。
これは、転移温度で銅酸化物で、電子のペアがそのコヒーレンスを失うことを意味します。これにより、電子対は、転移温度でばらばら従来の超伝導体、で何が起こるかとは対照的です。
"だから、従来の超伝導体とは異なり、銅酸化物における遷移は電子の（デ）ペアリングではなく、ペア間のコヒーレンスの損失によって駆動されていない - 位相変動によって、つまり、"Bozovicは言った。 "希望は完全に詳細にこのプロセスを理解することが私たちに高温超伝導の謎を解読に向けて一歩をもたらす可能性があるということです。"
この研究は、DOE科学局によってサポートされていました。
ソース： http://www.bnl.gov/