麻省理工学院的发现提出了一类新的超导体

2023-06-26 03:56:57 来源：科技前沿在线--小土豆收藏

如果麻省理工学院和阿贡大学的一组研究得到证实，那么我们离改进的——可能是全新的——超导材料又近了一步。

科学家们使用硒化铁（FeSe）——一种在温和的70开尔文（大约-203摄氏度）下达到超导状态的材料，使其成为目前已知的最高温度的铁基超导体。在他们的实验中，研究小组发现FeSE达到超导状态 - 一个称为向列相的过程 - 不是像其他铁基超导体那样通过自旋极化，而是在轨道上。

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用麻省理工学院的话来说，“这是一个很好的区别，但它为发现非常规超导体打开了一扇新的大门。

“当涉及到关于驱动向列性的共识时，我们的研究稍微重新洗牌了，”麻省理工学院物理学教授Riccardo Comin说，他是该论文的作者之一。

当超导材料经历向列相移时，材料中的所有分子都组装成线状线，能够无摩擦地传输电子，避免能量损失。

这通常被认为是随着材料被冷却并且分子的自旋与它们的邻居对齐而发生的 - 特别是在铁基超导体中。

FeSe不遵守这些规则。

除了轨道极化之外，该材料没有表现出协调的磁性行为，研究小组说，但它仍然经历向列相移。因此，“了解向列性的起源需要非常仔细地观察电子如何在铁原子周围排列，”合著者和麻省理工学院博士后Shua Sanchez说。

为了弄清楚FeSe在向列时在做什么，研究人员取了一小块材料，将其粘在钛上，拉伸整个东西，同时冷却它并用一对高功率X射线观察它。

当他们拉伸和冷却FeSe条带时，发生了一些有趣的事情：其原子的轨道 - 原子的电子可以占据的能级 - 没有选择随机状态。它们伸展得越多，轨道就越多地排列在一个单一的状态中。“我们的观察...表明向列性是由轨道顺序驱动的，“该团队在他们的论文中解释说。

结果表明，“在自旋与轨道向列性方面存在不同的基础物理学，两者之间将有一个连续的材料，”麻省理工学院研究生Connor Occhialini说。

随着这一发现，该团队表示硫族化物超导体 - FeSe是其中之一 - 可以优化以获得更好的性能。当然，还有Occhialini的连续材料有待发现。如果我们幸运的话，有些人可能会在更高的温度下实现超导，为实际应用扫清道路。®

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