东京城市大学的研究人员发现,最近发现的一种超导材料的晶体,一种具有四重对称结构的分层硫族铋,在其超导性中只显示出两重对称。这些结构中超导性的起源尚未得到很好的理解;这一发现表明它与一种神秘的物质有关向列超导体和超导体在更容易达到的温度下产生的非凡机制。
超导体是电阻极低的材料。它们已经在强大的电磁铁上得到了大量的应用,特别是在医疗磁共振成像(MRI)设备上,它们被用来产生高分辨率非侵入性成像所需的强磁场。然而,存在着重大的障碍,阻碍了更广泛的应用,例如长距离输电。最值得注意的是,传统的超导性只在极低的温度下出现。第一个“高温”超导体直到20世纪80年代后半期才被发现,其工作机制仍在激烈争论中。
2012年,东京都大学(Tokyo Metropolitan University)的水口吉和(Yoshikazu Mizuguchi)教授成功实现了分层工程铋硫族化物首次发现具有交替绝缘和超导层的材料。(硫族元素是包含元素周期表第16族元素的物质。)现在,同一个研究小组对这种材料的单晶进行了测量,发现晶体结构的旋转对称性特征在超导性随取向变化的过程中并没有被复制。
该小组研究的材料包括由铋、硫和硒制成的超导层,以及由镧、氟和氧制成的绝缘层。重要的是,硫属化合物层具有四倍旋转(或正方)对称,即旋转90度时相同。然而,当团队测量磁阻在不同方向的材料中,他们只发现了双重对称,即当旋转180度时是相同的。在不同温度下的进一步分析没有表明结构有任何变化;他们得出结论,这种对称性的破坏一定是由电子在层中的排列引起的。
的概念向列相来自于液晶,在液晶中,无序的、无定形的棒状粒子阵列可以指向同一个方向,打破旋转对称性,同时保持在空间上的随机分布。最近,有人提出假设,在材料的电子结构中,电子nematicity,可能是高温超导体中超导现象出现的原因。这一发现清楚地将这种高度可定制的系统与高温超导体(如铜基和铁基材料)联系起来。研究小组希望进一步的研究能够揭示出不同材料是如何产生相似行为的,以及它们是如何工作的。
故事来源:
提供的材料东京都大学。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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