Плоските зони в металите кагоме откриват пътя към екзотична свръхпроводимост
Металите кагоме с присъщ модел на атомната решетка, наподобяващ обичайното плетене на японски кошници, притеглят вниманието на физиците с неповторимите си електронни свойства. Изследователи от Съединени американски щати и Тайван са разкрили нов метал на основата на хром, в който интензивно вземат участие така наречен плоски зони, влияещи директно върху свръхпроводимостта и магнитните свойства на материала.
Скорошно изследване на експерти от Университета Райс и Националния център за проучване на синхротронното излъчване в Тайван се концентрира върху кагоме метал на основата на хром – CsCr₃Sb₅. Учените откриха, че този материал, който демонстрира свръхпроводимост под налягане, съдържа така наречен дейни равнинни електронни зони, които въздействат на квантовите му свойства. Това значи, че той има огромен капацитет за създаване на неконвенционални свръхпроводници и други усъвършенствани квантови материали.
Експерименталните данни потвърдиха догатките на теоретичните модели и демонстрираха, че неповторимата геометрия на решетките на кагоме може да служи като акуратен инструмент за надзор на държанието на електроните в твърдите тела.
Получаването на толкоз подробни данни беше улеснено от извънредно огромните и чисти кристали CsCr₃Sb₅, получени по модернизиран способ за синтез. Образците са били към 100 пъти по-големи от тези в предходни проучвания, отбелязва IE.
Освен това изследователският екип комбинира усъвършенствани техники за синхротронно лъчение с теоретично моделиране, с цел да изследва дейните електронни режими на стоящите талази. С помощта на фотоемисионна спектроскопия с отчитане на ъгъла те картографираха електроните, които се излъчват под въздействието на синхротронното излъчване, с цел да разкрият присъщите особености на компактните молекулни орбитали.
Резонансното нееластично рентгеново разпръскване в допълнение улавя магнитните възбуждания, свързани с тези електронни положения, което разрешава на учените да придобият изцяло схващане за това по какъв начин геометрията на решетката ръководи произлизащите квантови феномени.
Откритията удостоверяват теоретичните прогнози и откриват пътя към основаването на екзотична свръхпроводимост посредством химически и систематичен надзор. Освен това публикацията дава и директни доказателства, че дейните равнинни електронни зони в CsCr₃Sb₅ могат да бъдат манипулирани, с цел да се повлияе на свръхпроводимостта и магнитните свойства на материала. По този метод той може да обезпечи нова платформа за проучване на неконвенционално квантово държание и създаване на квантови материали от последващо потомство.
