Ova stranica koristi kolačiće (cookies) kako bi osigurala bolje korisničko iskustvo.
Više informacija možete pronaći u Izjavi o kolačićima.
Model perkolacije univerzalno objasnio pojavu supravodljivosti u kupratima
Kao rezultat suradnje znanstvenika Petra Popčevića s Instituta za fiziku sa znanstvenicima Fizičkog odsjeka PMF-a, tehničkog Sveučilišta u Beču i Sveučilišta Minnesota, objavljen je rad u prestižnom časopisu Quantum materials iz Nature grupe, u kojem je pojava supravodljivosti u dc električnoj otpornosti kuprata objašnjena jednostavnim modelom supravodljive perkolacije.
Percolative nature of the direct-current paraconductivity in cuprate superconductors
Petar Popčević , Damjan Pelc, Yang Tang, Kristijan Velebit, Zachary Anderson, Vikram Nagarajan, Guichuan Yu , Miroslav Požek, Neven Barišić, and Martin Greven, Quantum Materials 3, 42 (2018).
DOI: 10.1038/s41535-018-0115-2
Usprkos iznimnom višedesetljetnom naporu znanstvenika širom svijeta, razumijevanje visokotemperaturnih supravodiča iz obitelji kuprata i dalje predstavlja izazov znanstvenoj zajednici. Naročito je važno razumjeti režim supravodljivoga ‘predsparivanja’ iznad same makroskopske temperature superavodljivog prijelaza; taj režim naime daje uvid kako u normalno tako i u supravodljivo stanje. Pri tome, poseban je eksperimentalni izazov razdvojiti supravodljivi odgovor od kompleksnog ponašanja normalnog stanja. Različiti eksperimenti su stoga davali kontradiktorne zaključke o sparivanju iznad temperature prijelaza, a to je bilo praćeno i širokim spektrom mogućih teorijskih objašnjenja.
Kroz eksperimentalna istraživanja unazad desetak godina, u kojem su zagrebački fizičari odigrali presudnu ulogu, nedvojbeno je ustanovljeno kako pokretni nosioci naboja u kupratima imaju karakteristike konvencionalne Fermijeve tekućine. Doduše, njihovo ponašanje je u pojedinim dijelovima faznog dijagrama prikriveno temperaturno ovisnom (de)lokalizacijom naboja. Rad u Quantum materials se usredotočuje na poddopirano područje faznog dijagrama kuprata (tzv. područje pseudoprocjepa) gdje postoji razmjerno širok temperaturni interval s konstantnim brojem nosioca naboja. U tom režimu, otpornost u normalnom stanju ima vrlo jednostavnu, kvadratnu temperaturnu ovisnost, u skladu s teorijom Fermijevih tekućina. To svojstvo iskorišteno je kako bi se na nedvosmislen način razdvojio doprinos normalnog stanja u električnoj vodljivosti od paravodljivog doprinosa, koji odgovara pojavljivanju supravodljivosti. Tako je na jasan i jednostavan način pokazano da su tragovi supravodljivosti vidljivi svega nekoliko desetaka stupnjeva iznad temperature supravodljivog prijelaza, uz gotovo eksponencijalan pad intenziteta paravodljivosti s temperaturom. Pokazano je, također, da je opisana ovisnost univerzalna u kupratima, uz karakterističnu temperaturnu skalu koja ne ovisi o detaljima pojedinih spojeva. Napokon, razvijen je jednostavan model supravodljive perkolacije, unutar kojeg postoji raspodjela lokalnih temperatura prijelaza na nano-skali, s područjima s lokalno povišenom temperaturom prijelaza. Primjenom teorije efektivnog medija na takav sustav s lokaliziranim supravodljivim područjima dobiva se temperaturna ovisnost vodljivosti koja je u skladu s eksperimentima. Dobro slaganje modela i eksperimenta ukazuje da je u kupratima prisutna intrinzična nehomogenost supravodljivog stanja. Jasno i nedvosmisleno utvrđivanje univerzalnih supravodljivih perkolacija, te još jedna potvrda konvencionalnog ponašanja pokretnih nosioca naboja u normalnom stanju, zahtijeva promjenu ustaljenih paradigma u području visokotemperaturne supravodljivosti.