Chalmersin tutkijat selvittivät korkean lämpötilan suprajohteiden outoa metallitilaa
Korkean lämpötilan suprajohteiden erikoisen metallitilan toimintaa on tutkittu. Uudet kokeet valottavat sen yhteyttä varaustiheysaalloin ja mahdollistavat sen laajentamisen.
Chalmersin yliopiston tutkijat ovat syventyneet korkean lämpötilan suprajohteiden niin kutsutun outo metalli -tilan mysteeriin. Nämä materiaalit kuljettavat sähköä ilman häviöitä, ja tutkimus pyrkii ymmärtämään paremmin niiden käyttäytymistä, mikä voi edistää sähköenergian häviöttömän siirron kehittämistä.
Outo metalli -tila ilmenee suprajohtavuuden yläpuolella olevissa lämpötiloissa. Sen sähkönjohtavuuden vastus muuttuu lineaarisesti lämpötilan mukaan, mikä poikkeaa merkittävästi tavanomaisten metallien monimutkaisemmasta käyttäytymisestä. Tilan uskotaan perustuvan kvanttikietoutumisen ilmiöön, jossa elektronit ovat vahvasti kytköksissä toisiinsa.
Tutkimuksessa selvitettiin, mikä lopettaa outo metalli -tilan esiintymisen. Chalmerin tutkijat havaitsivat, että korkean lämpötilan suprajohteissa nämä tilat katkeavat varaustiheysaalloin (charge density waves, CDW), jotka ovat kuvioita materiaalin hilassa. Kun tutkijat asettivat yttriumi-barium-kuparioksidin nanokoon näytteitä mekaaniseen jännitykseen, joka tukahdutti CDW:t, outo metalli -tila palasi.
Tämä löytö laajentaa outo metalli -tilan esiintymisaluetta ja syventää ymmärrystä sen luonteesta. Korkeimmat suprajohtavan siirtymän lämpötilat on havaittu, kun outo metalli -vaihe on voimakkaampi. Tutkimus avaa uusia väyliä kvanttimateriaalien manipuloimiseen jännityksen avulla ja voi auttaa kehittämään suprajohteita, jotka toimivat entistä korkeammissa lämpötiloissa.