شرح خبر

دو دست آورد قابل توجه در زمینه فهم ابررسانایی مبتنی بر آهن توسط دو گروه جدا از هم ارائه شده است. یکی از تیم‌ها نشان دادند که الکترون‌های مسئول ابررسانایی در یک نمونه، از اوربیتال اتمی خاصی ناشی می‌شوند. تیم دیگر، علاوه بر یافتۀ تیم اول، برهمکنش بین الکترون‌ها و ارتعاش‌های اتمی در آهن سلناید را اندازه گرفتند. به عقیده آنها این برهمکنش‌ها در ابررسانا شدن این ماده نقش ایفا می‌کنند.

             دنبال کردن حرکتهای اتمی در آهن-سلناید

این تحقیقات توانایی روشن سازی مسیر به سمت این سوال که چرا برخی از مواد مبتنی بر آهن-سلناید در دماهای بالا ابررسانا می‌شوند را دارد. این سوال برای بیش از یک دهه ذهن فیزیکدانان را مشغول ساخته است. در حالی که آهن-سلناید جامد زیر دمای 8.5 کلوین ابررساناست، در صورت رشد یک سه لایه‌ای بسیار نازک از این ماده به روی بسترهای بخصوص، این گذار می‌تواند به بیشتر از 75 کلوین برسد.

اوربیتال های چندگانه:

عقیده بر این بود که ابررسانایی در آهن-سلناید زمانی ظهور می‌کند که الکترون‌ها جفت‌های کوپری تشکیل دهند، که در نهایت منجر به حالت کوانتومی از ماده می‌شود که در آن این جفت‌ها درون آن جریان می‌یابند. این الکترون‌ها از اتم‌های آهن درون ماده نشات می‌گیرند و بدلیل ساختار اتمی آهن، الکترون‌های متعلق به چندین اوربیتال اتمی می‌توانند در تشکیل جفت‌های کوپری نقش داشته باشند. حال برای اینکه به نحوه جفت شدن الکترون‌ها در اوربیتال‌های چند گانه در فاز ابررسانایی پی ببریم، تیم بین المللی به سرپرستی Seamus Davis از دانشگاه کرنل و آزمایشگاه ملی بروکهیون به کمک میکروسوپ تونل زنی روبشی موفق به تشخیص الکترون‌های متعلق به اوربیتال‌های الکترونی مختلف شدند. نتایج حاکی از آن است که یک اوربیتال خاص از آهن سلناید مسئول ابررسانایی است. به بیان سرپرست تیم "ما نشان دادیم که تقریباً همۀ الکترون‌های جفت‌های کوپری در آهن-سلناید متعلق به یک اوربیتال کم انرژی خاص هستند. "

ارتعاش‌های هیجان انگیز:

گروه دیگر از دانشگاه استنفورد به رهبری Zhi-Zun Shen از یک منبع نور همدوس خطی متعلق به آزمایشگاه شتابگر ملی SLAC استفاده کردند تا به بررسی برهمکنش بین الکترون‌ها و ارتعاش‌های اتمی در آهن سلناید بپردازند. آزمایش آنها شامل تابش نور فروسرخ لیزری بروی ماده بود، تا اینکه ارتعاش‌های اتمی را قبل از تابش پرتوهای ایکس برانگیخته کنند و در نهایت به کمک نتایج حاصل از تفرق اتمی به جایگاه اتم‌ها پی ببرند. در همان زمان آنها پالس‌های فوق کوتاه نور UV را به نمونه تاباندند، که این کارشان منجر به گسیل شدن تعدادی از الکترون‌ها به بیرون از ماده می‌شد. با تشخیص این الکترون‌ها به عنوان تابعی از زاویه گسیلشان و انرژی آنها، تیم موفق به مانیتور کردن ساختار نواری نمونه می‌شود. بر مبنای اندازهگیری‌ها، ارتعاش‌های شبکه اتمی، نوسانهایی را در ساختار الکترونی ماده القا می‌کند. به علاوه، این تیم دریافتند که قدرت جفت شدگی بین اتم‌ها و الکترون‌ها 10 مرتبه بزرگتر از  نتایج ناشی از محاسبات نظری است. این یافتۀ مهمی است چرا که برهمکنش بین ارتعاشهای اتمی و الکترون‌ها مکانیسم مسئول در خلق جفت‌های کوپری شناخته شده است. در حالی که به عقیده این تیم، اندازه گیری نمی‌تواند اثبات کند که قدرت برهمکنش مسئول ابررسانایی دمای بالا در برخی از مواد مبتنی بر آهن سلناید است، با این حال آنها معتقدند که این دیدگاه دریچه‌های مهمی را در برهمکنش‌های مختلف در خلق جفت‌های کوپری ارائه می‌دهد.


این یافته ها در دو مقاله متفاوت در مجله ساینس به چاپ رسیده است.


منبع:  Experiments shed new light on iron superconductors





نویسنده خبر: امیرحسین طالبی
کد خبر :‌ 2269
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌



حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Webmaster : Ali Meschian : www.irandg.com

www.irandg.com