在探求更有用的超导体的过程中,文理学院(A&S)Dick & Dale Reis Johnson物理学助理教授Ramshaw及其同事创造,磁性是理解\"大众高温\公众超导体中电子行为的关键。有了这一创造,他们已经解开了环绕这类超导体30年的谜团,这类超导体在更高的温度下发挥浸染,比绝对零度高100多度。他们的论文《杯状超导体伪隙临界点的费米表面转变》于2022年3月10日揭橥在《自然-物理学》上。
\"大众我们想理解是什么让这些高温超导体发挥浸染,并将这种特性设计到其他一些更随意马虎被技能采取的材料中,\公众Ramshaw说。高温超导体的一个核心奥秘是它们的电子会发生什么。\"大众所有的金属都有电子,当一种金属成为超导体时,电子会相互配对。我们丈量了一种叫做'费米表面'的东西,你可以把它看作是一张显示金属中所有电子位置的舆图。\公众
为了研究电子如何在高温超导体中配对,研究职员通过一个被称为化学掺杂的过程不断改变电子的数量。Ramshaw说,在高温超导体中,在某个\公众临界点\"大众,电子彷佛从费米表面图中消逝了。

研究职员将目光锁定在这个临界点上,以弄清是什么让电子消逝的,以及它们去了哪里。他们利用天下上最强的稳态磁铁,登基于佛罗里达州塔拉哈西的国家高磁场实验室的45特斯拉稠浊磁铁,来丈量铜-氧化物高温超导体的费米表面,作为电子浓度的函数,就在临界点附近。
他们创造,当研究职员拨过临界点时,费米表面完备改变。\公众这就彷佛你在看一张真实的舆图,溘然间大部分大陆都消逝了,\公众Ramshaw说。\公众这便是我们创造高温超导体的费米表面在临界点发生的情形--一个特定区域的大部分电子在舆图的一个特定部分溘然消逝了。\公众
Ramshaw说,对研究职员来说,主要的是不仅要把稳到电子正在消逝,而且要把稳到哪些电子正在消逝。
物理学博士生、论文第一作者Yawen Fang说,他们根据几种理论建立了不同的仿照模型,并测试它们是否能阐明数据。\"大众末了,我们得到了一个模型,这是与磁性干系的模型,\"大众Fang说。\"大众我们正自傲地从材料中被充分理解的一壁,以我们的技能为基准,步入过了临界点的神秘一壁。\公众
现在他们知道了哪些电子会消逝,研究职员有了一个想法--它与磁性有关。
Ramshaw说:\"大众一贯以来都有暗示,在高温超导体中,磁性和超导性是干系的,而我们的事情表明,这种磁性彷佛就在临界点涌现,并吞噬了大部分的电子。这个临界点也标志着在最高温度下发生超导性的电子浓度,而更高温度的超导体是这里的目标。\公众知道临界点与磁性有关,就能深入理解为什么这些特定的超导体具有如此高的转变温度,乃至可能在哪里探求具有更高转变温度的新超导体。
康奈尔大学Kavli研究所纳米科学博士后、共同第一作者Gaël Grissonnanche说:\公众这是一个在我们的研究之前已经存在了30年的辩论,而我们得出了一个直接的答案。\"大众