通过Glennda Chui,斯坦福大学,斯坦福大学的一个例子描绘了氧化铜链或铜氧化铜的相邻晶格部位中的电子之间的意外强大吸引力 - 一种导电电流的材料在相对较高的温度下的损失
由斯坦福,斯塔克和克莱姆森领导的一项研究在1D铜链链中发现了这一异常强劲的“最近邻居”的吸引力,这是一种“掺杂”以增加自由电子的密度他们说了景点的意外强度可能是由于材料的原子晶格中的自然振动的相互作用,这可能在铜替代超导性中发挥作用学分:科学家研究英国的超导体 - 零的复杂材料,零在相对较高的温度下损失 - 它们经常依靠简化的模型来了解
研究人员知道这些量子材料从电子的能力进行了解加入力度形成一种电子汤
但是在所有复杂性中建模这种过程将需要多时间和计算能力,而不是任何人都可以想象在今天
所以为了理解一个关键为简单起见,为简单起见,在仅一个尺寸中产生材料的理论模型作为一种原子的理论模型,它们使这些一维铜蛋白在一个尺寸中存在的理论模型,其中铜氧化物 - 或者 - 研究人员实验室发现他们的行为与理论相当令人兴奋地同意
这是这一1D原子链缺少一件事:它们不能掺杂,是一些原子被其他原子所取代的过程以改变电子的数量可以自由地移动
兴奋剂是几个因素之一科学家可以调整以调整这些材料的行为,这是让它们超越的重要组成部分
现在是由能源部斯特克斯国家加速器实验室和斯坦福和克莱姆森大学的科学家领导的研究可以掺杂的第一个1d铜酸酯材料
它们对掺杂材料的分析表明,最突出的铜替换物如何实现超导性的模型缺少关键成分:材料原子中相邻电子之间的意外强大吸引力它们说,结构或格子他们说的吸引力可能是与天然晶格振动相互作用的结果
该团队今天在科学中报告了他们的研究结果
“inability可控制的涂料一维铜酸盐系统是了解这些材料超过二十年的重要障碍,“斯坦福教授和调查员,斯坦福大学材料和能源科学研究所(Simes)的Stanford教授和调查员说,Zhi-Xun Shen说
“现在我们已经完成了它,”他说,“我们的实验表明,我们目前的模型错过了真实材料中存在的非常重要的现象
”“1D铜的说明氧化物或铜酸盐,在SLAC国家加速器实验室和斯坦福和克莱姆森大学的研究人员领导的研究中释放了一些电子的链条铜原子是黑色和氧原子紫色
红色弹簧代表摇晃原子晶格的自然振动,该原子晶格可以帮助在晶格中的相邻电子之间产生意外的强大的吸引力(未示出)
这个“最近邻居”吸引人可能在非传统超导性中发挥作用 - 在相对较高的温度下没有损失进行电流的能力
学分:沉沉斯图尔特/斯普拉克国家加速器实验室Zhuoyu陈,沉的实验室研究员,在研究实验部分研究的研究由系统开发的系统实现,该系统开发用于制作3D材料中的1D链,并将它们直接移动到SLAC的斯坦福同步辐射光源(SSRL)的腔室中进行分析强大的X射线束
“这是一个独特的设置,”他说,“并且可以实现我们需要看到这些非常微妙的效果
的高质量数据的必不可少的,从网格到链接在理论上,用于模拟这些复杂材料的主要模型称为哈贝德型号
在其2D版本中,它基于最简单的最简单的原子的平坦,均匀间隔的网格
但是,这款基本的2D网格对于当今的计算机和算法来说已经过于复杂,托马斯·德弗雷斯(Slac和Stanford)和Simes表示监督这项工作的理论部分的调查员
没有得到良好的接受方式来确保模型的物理性质的计算是正确的,因此如果他们不匹配实验结果,则无法判断是否是不可能的计算或理论模型出现问题
解决这个问题,科学家们已经将哈伯德模型应用于最简单的铜替代格子的1D链条 - 一串铜和氧原子
这个1D版本该模型可以准确地计算和捕获由未掺杂的1D链条制成的材料中电子的集体行为
但是直到现在,目前往往有一种方法来测试其预测的准确性对掺杂版本的掺杂版本链子因为没有人能够制作它们在实验室中,尽管超过了二十年的尝试
“我们的主要成就是在合成这些掺杂的链中,”陈说
“”我们能够在非常广泛的范围内涂过他们获取系统数据以识别我们在观察到的东西“”SLAC,斯坦福和克莱姆森的研究人员使用了一种称为角度分辨的光曝光光谱(ARPE)的技术,以便从掺杂的1D氧化铜链中弹出电子和测量它们的方向和能量
这给了它们对材料中的电子方式的详细和敏感图片在Slac的斯坦福Synchrotron辐射源(SSRL)的专门设计的梁线上完成了这项工作(SSRL )
学分:Zhuoyu Chen / s坦福德大学在Timeto的一个原子层制造了掺杂的1D链,陈和他的同事喷洒了称为铜氧化钡(BSCO)的铜酸钡材料的薄膜,只有几个原子层厚,在密封室内的支撑表面上。在专门设计的SSRL光束线
薄膜中的格子和表面上的形状以嵌入在3D BSCO材料中的铜和氧气的1D链和氧气的方式
通过将链掺杂到臭氧和热量,将氧原子添加到原子晶格中,陈表示
每个氧原子从链条中拉出电子,并且那些脱脂电子变得更加流动当数百万这些自由流动的电子来到它们可以创建基于超导性的基础的集体状态
接下来的研究人员将其链子从角度分辨的光曝光光谱或ARPES
从链中弹出电子并测量它们的方向和能量,给科学家提供了物质中电子方式的详细和敏感的图像
令人惊讶的强大的棘手率分析表明,在掺杂的1D材料中,电子对电子的吸引力在研究该研究理论方面的助理教授姚王表示,他们在邻近格子网站的同行比哈伯德模型预测更强了10倍
这种高水平的“最近邻居”吸引力可以源于与声子 - 自然振动的相互作用,即摇晃原子晶格
声子在传统的超导性中发挥作用,并且存在它们也是如此以不同的方式涉及不同的超导,在铜酸盐等材料的温暖温度下发生,尽管尚未明确证明 科学家们表示,这可能是电子之间存在的最近邻居的吸引力存在所有铜替代品,可以帮助了解哈伯德模型及其亲属的2D版本中的超导,为科学家提供这些令人费解的材料的更完整的图像
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