“拉撒路超导”观察到 - 罕见的现象称为再参赛者超导

超导磁场

研究人员团队已经观察到一种罕见的现象,称为铀Ditelluride中的再参赛体超导。绰号“拉撒路超导”,当出现超导状态时,发生现象,然后在这种情况下,在特定参数的变化中,在材料中重新出现 - 在这种情况下,施加非常强的磁场。该发现在铀DITIREIRE作为用于量子计算机的有希望的材料的情况。信用:艾米莉爱德华兹/杰基

在基于铀的复合中,曾被驳回为无趣的,科学家观察超导,消失,然后在高磁场的影响下返回。

马里兰州大学的研究人员,国家标准与技术研究所(NIST),国家高磁场实验室(National Maglab)和牛津大学已经观察到稀有的现象称为铀Ditelliders中称为再参赛体超导。该发现在铀DITIREIRE作为用于量子计算机的有希望的材料的情况。

绰号“拉撒路超导”在从死中升起的圣经图之后,当出现超导状态时,发生现象,在这种情况下,由于特定参数的变化而在材料中重新出现 - 在这种情况下,应用一个非常强大的磁场。研究人员发表了他们的结果今天,2019年10月7日,在学报自然物理学

曾被物理学家驳回其明显缺乏有趣的物理性质,铀Ditellide正在拥有自己的拉撒路片刻。目前的研究是第二个月(由同一研究团队成员发布)的第二个,以展示材料中的异常和令人惊讶的超导状态。

“这是最近发现的超导体,其中一系列其他非传统行为,所以它已经很奇怪,”UMD和物理学家的物理学教授尼古拉斯Butch说NIST中子研究中心。“[拉撒路超导]几乎肯定会与材料的新颖性有关。那里有不同的东西。“

以前的研究,发表2019年8月16日,在学杂科学中,描述了称为铀Ditellideriders的稀有和异国情调的地面状态。该发现标志着铀DiTelluride值得第二个外观的第一个线索,因为其不寻常的物理性质及其在量子计算机上使用的高潜力。

“This is indeed a remarkable material and it’s keeping us very busy,” said Johnpierre Paglione, a professor of physics at UMD, the director of UMD’s Center for Nanophysics and Advanced Materials (CNAM; soon to be renamed the Quantum Materials Center) and a co-author of the paper. “Uranium ditelluride may very well become the ‘textbook’ spin-triplet superconductor that people have been seeking for dozens of years and it likely has more surprises in store. It could be the next strontium ruthenate—another proposed spin-triplet superconductor that has been studied for more than 25 years.”

超导是电子通过材料具有完美效率的能力的状态。相比之下,铜 - 这在其对电子失去的能力大约为20%功率上的长距离传输线而不是银的铜,因为在行驶期间的材料内部凸点。

拉西鲁斯超导是特别奇怪的,因为强磁场通常在绝大多数材料中破坏超导状态。然而,在铀DITIRURINE中,与特定实验条件相结合的强磁场导致拉撒库斯超导,不仅仅是一次,而且是两次。

对于Butch,Paglione和他们的团队,发现这种稀有形式的铀Ditellideride的超导体的发现是Serentipity的;该研究的领先作者,CNAM研究助理盛冉,在试图生产另一种基于铀的化合物时意外地综合了晶体。除了先前对化合物的研究没有产生任何异常的情况下,该团队决定尝试一些实验。

球队的好奇心很快得到了很多次。在早期的科学论文中,研究人员报告说,铀Ditelluide的超导涉及称为旋转三元组的异常电子配置,其中一对电子在相同方向上对齐。在绝大多数超导体中,取向称为旋转的配对电子沿相反方向。这些对(有点违反)称为单体。磁场可以更容易地破坏单身,杀死超导性。

然而,旋转三态超导体可以承受更高的磁场。该团队的早期调查结果将它们引导至国家磁刀,其中非常高野磁铁的独特组合,能干的仪器和居民专业知识使研究人员能够进一步推动铀Ditelluride。

在实验室,该团队在一些可用的最高磁场中测试了铀Ditelluride。通过将材料暴露于高达65特斯拉的磁场 - 典型MRI磁体的强度的超过30倍 - 该团队试图找到磁场压碎材料的超导性的上限。BUTCH和他的团队还在与磁场的方向相对于磁场的方向上以几种不同的角度定向铀Ditelluide晶体。

在大约16个特斯拉斯,材料的超导状态突然改变。虽然在大多数实验中死亡时,当晶体在与磁场相对于磁场的非常特定的角度对齐时它持续存在。这种不寻常的行为持续到大约35个特斯拉斯,此时所有超导性消失并且电子移位它们的对准,进入新的磁相。

由于研究人员在继续进行角度的同时增加磁场时,他们发现晶体的不同取向产生仍然存在于至少65个特斯拉斯的另一个超导相位,该团队测试的最大场强。它是超导体的记录破坏性能,并在相同化合物中发现了第一次诱导的超导阶段。

代替杀死铀DITILEINE中的超导,高磁场似乎稳定。虽然目前尚不清楚原子水平正在发生的事情,但Butch表示,证据表明一个从根本上不同的现象比任何科学家都看到了迄今为​​止的现象。

“我要去肢体出去,说这些可能是不同的 - 我们所知道的其他超导体,”Butch说。“我认为,它足够不同,预计它需要一段时间才能弄清楚发生了什么。”

在其常规违规物理学之上,铀Ditellideride显示出作为拓扑超导体的每种迹象,以及其他旋转三重态超导体,添加。其拓扑特性表明,在未来的量子计算机中可能是一个特别准确和坚固的组成部分。

“在纪录高领域的Lazarus超导的发现可能是在其25年的历史中从这个实验室出现的最重要的发现之一,”National Maglab Director Greg Boebinger说。“如果解开铀Ditellidere的奥秘导致未来超导的陌生人表现甚至是陌生的,我不会感到惊讶。”

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该发布于国家高磁场实验室提供的文本。

除了BUTCH,Paglione和RAN,研究文件的UMD相关共同作者还包括物理博士后研究员YUN SUK EO;物理研究生I-Lin Liu,Daniel Campbell和Christopher Eckberg;本科物理专业Paul Leeven,物理教师助理Wesley Fuhrman;CNAM(QMC)助理研究科学家Hyunsoo Kim和Cnam(QMC)副研究员Shanta Saha。

参考”

“极端磁场 - 升压超导性”,盛冉,I林刘,云Suk EO,Daniel Campbell,Paul Lewhrman,Wesley Fuhrman,Shanta Saha,Christopher Eckberg,Hyunsoo Kim,Johnpierre Paglione,David Graf,Fedor Balakirev,John Singleton和Nicholas Butch,2019年10月7日,自然物理学
DOI:10.1038 / s41567-019-0670-x

“近铁磁性旋转三重旋转超导”盛冉,克里斯·贝伯格,清平鼎,玉吉古川,特里斯汀梅斯,萨哈,刘·刘,刘刘,马克·育,效果金,约翰···帕格里奥(Huichlione和Nicholas P. Butch)2019年8月16日,科学
DOI:10.1126 / science.Aav8645

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