JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Jo 1980-luvulla löydetyt korkean lämpötilan suprajohtimet eli kupraatit kumosivat teorian, että suprajohtavat materiaalit kuljettavat sähkövirtaa vain lähes absoluuttisissa lämpötiloissa. Vuosikymmenten ajan tutkijoita on kuitenkin hämmentänyt joidenkin kupraattien kyky suprajohtaa sähköä yli 100 Kelvinin lämpötiloissa. Nyt Yhdysvaltain energiaministeriön Lawrence Berkeleyn kansallisen laboratorion tutkijat (Berkeley Lab) ovat tuoneet esiin yhden kupraattien epätavallisista ominaisuuksista: ja vastaus tuli odottamattomasta lähteestä eli elektronin spineistä.

Berkeley Labin Alessandra Lanzaran johtama ryhmä ja Berkeleyn yliopiston fysiikan professori Charles Kittel käyttivät erikoisilmaisinta kupraattisuprajohteen Bi-2212 (vismutti-strontium-kalsium kuparioksidi) tutkimiseen. SARPES -ilmaisin paljasti jotain, joka pisti suprajohteiden vanhat kuviot uusiksi: tietynlainen elektronien spinien kuvio materiaalissa.

- Huomasimme, että jokainen elektroni osoitti tarkkaan määriteltyyn suuntaan. Tämä tunnetaan spin-momentin lukituksena. Sen löytyminen korkean lämpötilan suprajohteista oli suuri yllätys, Lanzara toteaa.

Erittäin eksoottisissa materiaaleissa on olemassa kahdenlaisia elektronien vuorovaikutuksia, jotka tuottavat uusia ominaisuuksia näille materiaaleille kuten suprajohteille. Kupraattisia suprajohteita tutkineet tutkijat ovat keskittyneet vain yhteen näistä vuorovaikutuksista: elektronikorrelaatioon.

Toinen eksoottisissa materiaaleissa esiintyvä elektronin vuorovaikutus on "spin-kiertorata -kytkentä". Tämä on tapa, jolla elektronin magneettinen momentti vuorovaikuttaa materiaalin atomien kanssa.

Spin-kiertorata -kytkentä on jätetty usein huomiotta kupraattien tutkimuksissa, koska monet olettivat, että tällainen vuorovaikutus olisi heikko verrattuna elektronikorrelaatioon, toteavat tutkijat.

Niinpä uusi epätavallinen löytö vaati vielä lisätutkimuksia Berkeley Labin synkrotronin (Advanced Light Source, ALS) avulla. Lopulta työ paljasti, että Bi-2212:lla todella oli oma, erillinen spin-kuvio. Nimeksi sille annettiin "nonzero spin”. Tutkimus auttaa ymmärtämään, mikä saa eräät eksoottisista kupraattisuprajohteista, kuten Bi-2212:n toimimaan jopa 133 Kelvinin lämpötilassa (noin -140 astetta Celsiusta).

Veijo Hänninen
Nanobittejä 14.1.2019

 
 

ETNtv

Watch ECF18 videos

 

Tämän takia Huaweita pelätään

Maailmalla on käynnissä omituinen sota, jossa yhä useammat maat kieltävät kiinalaisten laitevalmistajien laitteiden käytön tulevissa 5G-verkoissa. Mutta miksi amerikkalaiset pelkäävät Huaweita? MIT Technology Review -lehti listaa kuusi syytä.

Lue lisää...

Ajoneuvoista voidaan tehdä tietoturvallisia

Tulevaisuudessa V2I- (vehicle to infrastructure) ja V2V-yhteydet (vehicle to vehicle) saavat rinnalleen V2X-tietoliikenteen (vehicle to everything). Kyse on miljardin dollarin markkinoista, joka kiinnostaa kuluttajaakin yhä enemmän. Yksi tavoite V2X-yhteyksissä on vähentää onnettomuuksia informaation vaihdon avulla.

Lue lisää...

LATEST NEWS

 

NEWSFLASH

 
ETN_fi The next Linux kernel will be called 5.0. See https://t.co/w0D75j9wCI and https://t.co/HkrVCuyfST
ETN_fi Digi-Key arpoi Electronicassa Chevy Camaro V8 -avoauton. Voittajaksi valikoitui regensburgilainen opiskelija Marco.… https://t.co/3P0cNN5wfZ
ETN_fi ams:n 3D-kasvontunnistus tulossa Snapdragonille: ams and Qualcomm Technologies to focus engineering strengths on ac… https://t.co/XpYvAvGEp1
ETN_fi Disobey-hakkeritapahtuma tammikuussa neljättä kertaa Helsingissä https://t.co/pBdYFx7jUr @Disobey_fi
ETN_fi Viranomaisverkko Virveen tulee mobiililaajakaista ensi vuonna. Kumppanioperaattorikin selviää kilpailutuksessa v. 2… https://t.co/TtNorpIQy2