ນັກວິທະຍາສາດຢູ່ຫ້ອງທົດລອງເລັ່ງລັດ SLAC ໄດ້ນຳໃຊ້ເຕັກນິກ X-ray ທີ່ໄດ້ຮັບການປັບປຸງເພື່ອສຳຫຼວດສະພາບທີ່ແປກປະຫຼາດຂອງສານໃນຕົວນຳຊຸບເປີຄອນດັກເຕີທີ່ບໍ່ທຳມະດາທີ່ເຮັດກະແສໄຟຟ້າດ້ວຍປະສິດທິພາບ 100% ໃນອຸນຫະພູມທີ່ຂ້ອນຂ້າງສູງ. ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ເບິ່ງລາຍເຊັນຂອງລັດທີ່ເອີ້ນວ່າຄື້ນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄູ່ (PDW), ແລະຢືນຢັນວ່າມັນ intertwines ກັບໄລຍະອື່ນທີ່ເອີ້ນວ່າຄື້ນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ (CDW) stripes - ຮູບແບບ wavelike ຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງກວ່າແລະຕ່ໍາໃນວັດສະດຸ. CDWs, ໃນທາງກັບກັນ, ຖືກສ້າງຂື້ນເມື່ອຄື້ນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ spin (SDWs) ເກີດຂື້ນແລະ intertwine. ສິນເຊື່ອ: Jun-Sik Lee/SLAC ຫ້ອງທົດລອງເລັ່ງລັດແຫ່ງຊາດ
ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນ "ຄື້ນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄູ່," ມັນອາດຈະເປັນກຸນແຈເພື່ອເຂົ້າໃຈວິທີການທີ່ຕົວນໍາຂອງ superconductivity ສາມາດມີຢູ່ໃນອຸນຫະພູມທີ່ຂ້ອນຂ້າງສູງ.
superconductors unconventional ມີຈໍານວນຂອງໄລຍະ exotic ຂອງວັດຖຸທີ່ຄິດວ່າຈະມີບົດບາດ, ດີກວ່າຫຼືຮ້າຍແຮງກວ່າເກົ່າ, ໃນຄວາມສາມາດໃນການນໍາໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດຕິພາບ 100% ໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງກວ່າທີ່ນັກວິທະຍາສາດຄິດວ່າເປັນໄປໄດ້ - ເຖິງແມ່ນວ່າອຸນຫະພູມຍັງສັ້ນ. ທີ່ຈະອະນຸຍາດໃຫ້ນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນສາຍໄຟຟ້າປະສິດທິພາບຢ່າງສົມບູນ, ລົດໄຟ maglev ແລະອື່ນໆ.
ດຽວນີ້ນັກວິທະຍາສາດຢູ່ຫ້ອງທົດລອງເລັ່ງລັດ SLAC ຂອງກົມພະລັງງານໄດ້ເບິ່ງລາຍເຊັນຂອງໄລຍະໜຶ່ງ, ທີ່ຮູ້ຈັກເປັນຄື້ນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຄູ່ ຫຼື PDW, ແລະຢືນຢັນວ່າມັນຕິດພັນກັບອີກໄລຍະໜຶ່ງທີ່ເອີ້ນວ່າ ຄື້ນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງສາກໄຟ (CDW) – ຮູບແບບຄ້າຍຄືຄື້ນ. ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງກວ່າແລະຕ່ໍາໃນວັດສະດຸ.
ການສັງເກດແລະຄວາມເຂົ້າໃຈ PDW ແລະຄວາມສໍາພັນຂອງມັນກັບໄລຍະອື່ນໆອາດຈະເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການເຂົ້າໃຈວິທີການ superconductivity ເກີດຂື້ນໃນວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້, ເຮັດໃຫ້ເອເລັກໂຕຣນິກສາມາດຈັບຄູ່ແລະເດີນທາງໂດຍບໍ່ມີການຕໍ່ຕ້ານ, Jun-Sik Lee, ນັກວິທະຍາສາດພະນັກງານ SLAC ຜູ້ທີ່ນໍາພາການຄົ້ນຄວ້າຢູ່ຫ້ອງທົດລອງກ່າວວ່າ. ແຫຼ່ງແສງສະແຕນຟອດ Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL).
ເຖິງແມ່ນວ່າຫຼັກຖານທາງອ້ອມຂອງໄລຍະ PDW ທີ່ຕິດພັນກັບເສັ້ນດ່າງຮັບຜິດຊອບ, ທ່ານກ່າວວ່າ, ເປັນບາດກ້າວທີ່ສໍາຄັນຂອງເສັ້ນທາງຍາວໄປສູ່ຄວາມເຂົ້າໃຈກົນໄກທີ່ຢູ່ເບື້ອງຫລັງຂອງ superconductivity ທີ່ບໍ່ທໍາມະດາ, ເຊິ່ງໄດ້ຫລີກລ້ຽງນັກວິທະຍາສາດໃນໄລຍະຫຼາຍກວ່າ 30 ປີຂອງການຄົ້ນຄວ້າ.
Lee ກ່າວຕື່ມວ່າວິທີການທີ່ທີມງານຂອງລາວໄດ້ໃຊ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ການສັງເກດການນີ້, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບການເພີ່ມຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງເຕັກນິກ X-ray ມາດຕະຖານທີ່ເອີ້ນວ່າ resonant soft X-ray scattering (RSXS) ດັ່ງນັ້ນມັນສາມາດເຫັນສັນຍານທີ່ອ່ອນເພຍທີ່ສຸດຈາກປະກົດການເຫຼົ່ານີ້. , ມີທ່າແຮງສໍາລັບການເບິ່ງເຫັນໂດຍກົງທັງລາຍເຊັນ PDW ແລະຄວາມສໍາພັນຂອງມັນກັບໄລຍະອື່ນໆໃນການທົດລອງໃນອະນາຄົດ. ນັ້ນແມ່ນສິ່ງທີ່ພວກເຂົາວາງແຜນທີ່ຈະເຮັດວຽກຕໍ່ໄປ.
ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ອະທິບາຍການຄົ້ນພົບຂອງພວກເຂົາໃນບົດຄວາມທີ່ຕີພິມໃນ ຈົດ ໝາຍ ທົບທວນທາງຮ່າງກາຍ.
Untangling ຄວາມລັບ superconductor
ການມີຢູ່ຂອງໄລຍະ PDW ໃນ superconductors ອຸນຫະພູມສູງໄດ້ຖືກສະເຫນີຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງທົດສະວັດກ່ອນຫນ້ານີ້ແລະມັນໄດ້ກາຍເປັນພື້ນທີ່ການຄົ້ນຄວ້າທີ່ຫນ້າຕື່ນເຕັ້ນ, ໂດຍນັກທິດສະດີໄດ້ພັດທະນາແບບຈໍາລອງເພື່ອອະທິບາຍວິທີການເຮັດວຽກແລະນັກທົດລອງຄົ້ນຫາມັນໃນຫຼາຍໆວັດສະດຸ.
ໃນການສຶກສານີ້, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຊອກຫາມັນຢູ່ໃນ oxide ທອງແດງ, ຫຼື cuprate, ວັດສະດຸທີ່ເອີ້ນວ່າ LSCFO ສໍາລັບອົງປະກອບທີ່ມັນມີ - lanthanum, strontium, ທອງແດງ, ທາດເຫຼັກແລະອົກຊີເຈນ. ມັນຄິດວ່າຈະເປັນເຈົ້າພາບສອງໄລຍະອື່ນໆທີ່ອາດຈະ intertwine ກັບ PDW: charge stripes density wave ແລະ spin density wave stripes.
ລັກສະນະ ແລະພຶດຕິກຳຂອງສາຍສາກ ແລະ ເສັ້ນດ່າງ spin ໄດ້ຖືກສຳຫຼວດໃນການສຶກສາຈຳນວນໜຶ່ງ, ແຕ່ມີພຽງການເບິ່ງເຫັນທາງອ້ອມໜ້ອຍໜຶ່ງຂອງ PDW – ຄືກັບການລະບຸສັດຈາກການຕິດຕາມຂອງມັນ – ແລະ ບໍ່ໄດ້ເຮັດດ້ວຍເຕັກນິກການກະແຈກກະຈາຍ X-ray. ເນື່ອງຈາກວ່າການກະແຈກກະຈາຍ X-ray ເປີດເຜີຍພຶດຕິກໍາຂອງຕົວຢ່າງທັງຫມົດໃນເວລາດຽວກັນ, ມັນຄິດວ່າເປັນວິທີທີ່ດີທີ່ສຸດທີ່ຈະຊີ້ແຈງວ່າ PDW ມີຢູ່ແລະມັນກ່ຽວຂ້ອງກັບໄລຍະທີ່ສໍາຄັນອື່ນໆໃນ cuprates, Lee ເວົ້າ.
ໃນໄລຍະສອງສາມປີຜ່ານມາ, ທີມງານ SSRL ໄດ້ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບການເພີ່ມຄວາມອ່ອນໄຫວຂອງ RSXS ເພື່ອໃຫ້ມັນສາມາດຈັບສັນຍານທີ່ພວກເຂົາກໍາລັງຊອກຫາ.
ນັກຄົ້ນຄວ້າຫຼັງປະລິນຍາເອກ Hai Huang ແລະພະນັກງານວິສະວະກອນ SLAC Sang-Jun Lee ໄດ້ນໍາໃຊ້ເຕັກນິກການປັບປຸງໃນການສຶກສານີ້. ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ກະແຈກກະຈາຍ X-rays ອອກຈາກ LSCFO ແລະເຂົ້າໄປໃນເຄື່ອງກວດຈັບ, ການສ້າງຮູບແບບທີ່ເປີດເຜີຍສິ່ງທີ່ເກີດຂຶ້ນພາຍໃນວັດສະດຸ. ຍ້ອນວ່າພວກມັນຫຼຸດລົງອຸນຫະພູມຂອງວັດສະດຸໄປສູ່ລະດັບຕົວນໍາຂອງ superconducting ຂອງມັນ, ເສັ້ນດ່າງ spin ປາກົດແລະ intertwined ເພື່ອສ້າງເປັນເສັ້ນດ່າງຮັບຜິດຊອບ, ແລະເສັ້ນດ່າງຮັບຜິດຊອບເຫຼົ່ານັ້ນໄດ້ຖືກພົວພັນກັບການປະກົດຕົວຂອງການເຫນັງຕີງສອງມິຕິລະດັບທີ່ເປັນຈຸດເດັ່ນຂອງ PDW.
ນັກຄົ້ນຄວ້າກ່າວວ່າຜົນໄດ້ຮັບເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງມູນຄ່າຂອງວິທີການ RSXS ໃຫມ່, ແຕ່ຍັງສະຫນັບສະຫນູນຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ PDW ປະຈຸບັນບໍ່ພຽງແຕ່ຢູ່ໃນອຸປະກອນການນີ້, ແຕ່ໃນທຸກ superconducting cuprates.
ອ້າງອິງ: “ການເໜັງຕີງຂອງຕົວນຳສູງສຸດສອງມິຕິທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບສາຍສາກ-ຄວາມໜາແໜ້ນ-ຄື້ນໃນ La1.87Sr0.13Cu0.99Fe0.01O4” ໂດຍ H. Huang, S.-J. Lee, Y. Ikeda, T. Taniguchi, M. Takahama, C.-C. Kao, M. Fujita, ແລະ J.-S. Lee, ວັນທີ 21 ເມສາ 2021, ຈົດ ໝາຍ ທົບທວນທາງຮ່າງກາຍ.
DOI: 10.1103 / PhysRevLett.126.167001
ທີມວິໄຈນໍາໂດຍ Masaki Fujita ທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Tohoku ໃນປະເທດຍີ່ປຸ່ນ ໄດ້ຂະຫຍາຍແກ້ວ LSCFO ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງທີ່ໃຊ້ໃນການທົດລອງ ແລະເຮັດການທົດສອບເບື້ອງຕົ້ນຢູ່ທີ່ນັ້ນ. ການຄົ້ນຄວ້າດັ່ງກ່າວໄດ້ຮັບທຶນຈາກຫ້ອງການວິທະຍາສາດ DOE. SSRL ເປັນ DOE ຫ້ອງການວິທະຍາສາດສະຖານທີ່ຜູ້ໃຊ້.
