Местоположение атомных ядер и обязательных электронов в материале определено его кристаллической структурой. Однако у электронов дополнительно есть электромагнитный угловой момент, называемый вращением. Когда много вращений становятся двойными в, существенные, электромагнитные беспорядки с предпочтительной ориентацией могут сформироваться, создав так называемые нематические фазы.
Многие исследователи видят ключ к пониманию явления высокотемпературной сверхпроводимости в этих нематических фазах.Динамика вращения или эффект допинга?
Группа ученых обнаружила микроскопические примеси во время расследований под микроскопом туннелирования просмотра. Они таким образом подозревали, что эти примеси были ответственны за формирование нематических фаз – аналог к кремнию, где допинг с мелкими примесями вызывает электропроводность.Парк Dr. Jitae, ученый из Мюнхенского технического университета (TUM), и его коллеги в Национальной лаборатории Пекина для Физики Конденсированного вещества и Отделе Физики и Астрономии Университета Райса в Хьюстоне/Техасе, теперь показал, что дело обстоит не так, а скорее что работает совершенно другой эффект.
Используя ПУМУ спектрометр с тремя осями в Центре Хайнца Майера-Лейбница в Гархинге (Германия), они исследовали образцы железного высокотемпературного сверхпроводника, лакируемого с небольшими количествами никеля при различных температурах. Ученые доказали, что у формирования нематических фаз нет непосредственной связи к допингу с никелем.Коллективные движения электронных вращений, напротив, имеют сильный эффект на формирование нематических фаз. Они формируются при температурах, которые значительно выше, чем температуры перехода.
Момент, эффект сверхпроводимости достигает своего максимума, нематическая фаза исчезает полностью.«С нашим экспериментом мы показали, что формирование нематических фаз не происходит от допинга эффектов, а скорее является результатом внезапных изменений в предпочтительном направлении движения электронных вращений», объясняет парк Jitae, кто провел эксперимент в КАДРЕ II Источников Нейтрона Исследования TU Muenchen. «Исследователи теперь будут в состоянии сосредоточить свое будущее исследование в области отношений между динамикой вращения в нематических фазах и высокотемпературной сверхпроводимостью».Эффективный экспериментальный планЭксперименты рассеивания нейтрона на магнетизме чрезвычайно тщательно продуманы, потому что они обычно требуют, чтобы многочисленные эксперименты в различных нейтронных источниках во всем мире получили полный комплект данных.
В этом случае данные об измерении были собраны в ряде умно разработанных экспериментов в инструменте ПУМЫ в рекордное время только четырех недель.Эксперимент также представлял особую проблему, потому что исследователи могли только использовать очень маленькие кристаллы. Ученые выбрали железо pnictide, комплекс, сделанный из железа, бария и мышьяка, который они лакировали с небольшими количествами никеля. Однако при нормальных условиях этот материал формирует двойные кристаллы, которые не позволяют иметь размеры нематических фаз.
«Формирование двойных кристаллов может быть подавлено, оказав давление», говорит парк Jitae, «но в результате мы могли использовать только очень маленькие кристаллы». Таким образом исследователи решили провести эксперимент в КАДРЕ II Источников Нейтрона Исследования в Гархинге из-за его очень высокого нейтронного потока.
Исследование финансировалось китайской Академией наук, китайским Министерством Науки и техники, Национальным Фондом Естествознания Китая (NSFC), Национальным научным фондом США, Фондом Роберта А. Уэлча и немецким Фондом Александра фон Гумбольдта.