Chalmersforskare klargör det "konstiga metalltillståndet" i högtemperatursupraledare

Forskare vid Chalmers tekniska högskola har fördjupat sig i mysteriet kring det så kallade "konstiga metalltillståndet" i högtemperatursupraledare. Dessa material leder elektricitet utan energiförluster, och forskningen syftar till att bättre förstå deras beteende, vilket kan främja utvecklingen av förlustfri energiöverföring.

Det konstiga metalltillståndet uppträder vid temperaturer över supraledningstemperaturen. Dess elektriska resistans är en linjär funktion av temperaturen, vilket skiljer sig markant från det mer komplexa beteendet hos vanliga metaller. Tillståndet tros baseras på fenomenet kvantmekanisk sammanflätning, där elektroner interagerar på ett sätt som saknar klassisk motsvarighet.

Forskningen adresserade vad som avslutar det konstiga metalltillståndet. Chalmersforskarna observerade att i högtemperatursupraledare bryts dessa faser ner av laddningsdensitetsvågor (charge density waves, CDW), vilka är mönster av elektrisk laddning i materialets kristallgitter. Genom att utsätta nanoskala prov av supraledande yttrium-barium-kopparoxid för mekanisk töjning, som undertryckte CDW:erna, återkom det konstiga metalltillståndet.

Denna upptäckt utvidgar det konstiga metalltillståndets domän och fördjupar förståelsen för dess natur. De högsta övergångstemperaturerna för supraledning har observerats när det konstiga metalltillståndet är mer uttalat. Studien öppnar nya vägar för att manipulera kvantmaterial genom töjning och kan bidra till att utveckla supraledare som fungerar vid ännu högre temperaturer.