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挫败感解释了分子导体和铜酸盐中超导性的差异

RIKEN的三位理论物理学家发现了两个重要的非常规超导系统中超导性之间的显着差异。这一发现为物理学家提供了宝贵的线索,以帮助他们更好地了解超导在这些系统中的工作方式。

无电阻电流或超导可大致分为两类:常规和非常规。常规超导机制已经有60多年的历史了,而非常规超导机制尚未完全阐明。建立超导电性在非常规超导体中的工作方式将是朝着实现在室温下实现超导电性这一长期期望目标迈出的重要一步。

非常规超导性发生在各种材料中。最著名的是称为铜酸盐的铜氧化物,它们在相对较高的温度下会超导。一些分子导体(导电的有机化合物)也表现出非常规的超导性。物理学家一直在讨论铜酸盐和分子导体中的超导性是否源自相似的机理。

首席科学家Seiji Yunoki指出:“铜酸盐和分子导体中的超导机制尚有争议。” “这两个系统有很多相似之处,但也有一些区别。”

现在,理研计算凝聚态物理实验室的Yunoki和渡边博史以及理研凝聚态理论实验室的Hitoshi Seo从理论上计算出了基于含硫有机化合物双(亚乙基二硫代)四硫富瓦烯(BEDT- TTF)。

他们特别研究了向其中添加电子如何影响其电子性能。这三人还探讨了当电子被去除时会发生什么,这等同于在分子结构中缺乏电子的空隙中增加“空穴” 。他们发现,有两种具有不同对称性的不同类型的超导—一种在添加电子时受到青睐,而另一种在添加空穴时受到青睐。

RIKEN的实验人员小组进行的一项实验研究最近广泛证实了这一理论预测。

这与铜价不同。研究人员将此差异归因于以下事实:分子导体的晶体结构使得各种状态都在激烈竞争。结果,当参数发生细微变化时,它们便会彼此切换。这种现象称为几何挫折。

渡边说:“我们的模拟表明,我们的系统中的超导机制在最严格的意义上是不同的,因为它具有几何上的挫折感,而铜酸盐却没有挫败感。”

该小组现在打算研究在高温下分子导体发生了什么。

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