Нове дослідження купратів
Новое дослідження міжнародної групи вчених спростувало 40-річне припущення про однорідну структуру купратів, показавши, що ці високотемпературні надпровідники мають мозаїчну атомну структуру з різними конфігураціями. Дослідження було проведено командою з Уорікського університету (Велика Британія) та Європейського центру синхротронного випромінювання (Франція) за допомогою методу тривимірної рентгенівської дифракції (3DXRD).
Купрати, відкриті в 1986 році, вважалися матеріалами з ідеально однорідною кристалічною структурою. Однак нові дані свідчать про те, що вони складаються з мозаїки різних атомних конфігурацій. Дослідники виявили, що всередині матеріалу існують дві різні атомні конфігурації, розділені широкими межами. Ці широкі межі зустрічаються частіше, ніж вважалося раніше, і можуть впливати на рух електронів і надпровідність.
Важливість руху електронів
Рух електронів відіграє ключову роль у перенесенні струму через матеріал. Вчені підкреслюють, що кристал за своєю сутністю є мозаїкою та текстурою з надзвичайно широкими граничними ділянками, які, ймовірно, перешкоджають надпровідності, а не просто розташовані поруч із нею.
Як зазначив Марк Сенн, один з дослідників, "протягом сорока років робочим припущенням було те, що ці матеріали є однорідними за своєю структурою, і майже вся теорія будувалася саме на цьому".
Для широкого застосування високотемпературних надпровідників необхідно забезпечити стабільність надпровідності за нормальних температур і тиску. Це дослідження відкриває нові горизонти для подальшого вивчення купратів та їхніх властивостей. Вчені планують застосувати методику 3DXRD для вивчення інших класів складних матеріалів.
Ці результати можуть суттєво змінити підходи до вивчення й застосування високотемпературних надпровідників, оскільки вони свідчать про необхідність переосмислення існуючих теорій та моделей, які базувалися на припущенні про однорідність. Вивчення мозаїчної структури може призвести до створення нових матеріалів з покращеними електричними властивостями, що має важливе значення для розвитку електроніки та енергетики.