作者格伦达·楚伊,美国国家加速器实验室 SLAC科学家使用改进的x光技术探索非常规超导体中物质的奇异状态,这种超导体在相对较高的温度下以100%的效率导电
他们瞥见了一种被称为对密度波(PDW)的状态的特征,并证实它与另一种被称为电荷密度波(CDW)条纹的相交织在一起,这种条纹是材料中较高和较低电子密度的波状图案
反过来,当自旋密度波出现并纠缠在一起时,就产生了自旋密度波
学分:李俊植/SLAC国家加速器实验室 非常规超导体包含许多奇异的物质相,无论好坏,它们在比科学家想象的更高的温度下以100%的效率导电的能力中发挥了作用——尽管仍然远远低于允许它们广泛应用于完全高效的电力线、磁悬浮列车等的温度
现在,能源部SLAC国家加速器实验室的科学家们已经瞥见了其中一个相的特征,称为对密度波或PDW,并证实它与另一个相纠缠在一起,称为电荷密度波(CDW)条纹——材料中较高和较低电子密度的波状图案
领导该实验室斯坦福同步辐射光源(SSRL)研究的SLAC工作人员科学家李俊锡说,观察和理解PDW及其与其他相的相关性,对于理解超导如何在这些材料中出现,使电子配对并在没有电阻的情况下运行,可能是至关重要的
他说,即使是与电荷条纹交织在一起的PDW相的间接证据,也是在理解非常规超导背后的机制的漫长道路上迈出的重要一步,这是科学家们在30多年的研究中一直没有发现的
李补充说,他的团队用于进行这一观察的方法,包括大幅提高被称为共振软X射线散射(RSXS)的标准X射线技术的灵敏度,以便它可以看到这些现象发出的极其微弱的信号,有可能在未来的实验中直接看到PDW特征及其与其他相位的相关性。
这就是他们下一步的计划
科学家在《物理评论快报》中描述了他们的发现
解开超导体的秘密 PDW相在高温超导体中的存在是十多年前提出的,它已经成为一个令人兴奋的研究领域,理论家开发模型来解释它是如何工作的,实验学家在各种材料中寻找它
在这项研究中,研究人员在氧化铜或铜酸盐中寻找它,这种材料因其含有镧、锶、铜、铁和氧等元素而被称为LSCFO
它被认为是可能与PDW交织在一起的另外两个阶段的宿主:电荷密度波带和自旋密度波带
在许多研究中已经探索了电荷和自旋条纹的性质和行为,但是对PDW只有一些间接的一瞥——很像从它的轨迹中识别一种动物——没有一个是用x光散射技术制作的
李说,因为x光散射可以同时揭示整个样品的行为,所以它被认为是澄清PDW是否存在以及它与铜酸盐中其他关键相之间关系的最有希望的方法
在过去的几年里,SSRL团队一直致力于提高遥感卫星的灵敏度,使其能够捕捉到他们正在寻找的信号
博士后研究员黄海和SLAC参谋工程师李桑军在这项研究中使用了改进的技术
他们将x光从激光扫描荧光管散射到探测器中,形成显示材料内部情况的图案
当他们将材料的温度降低到超导范围时,自旋条纹出现并缠绕在一起形成电荷条纹,然后这些电荷条纹与二维波动的出现相关联,这是PDW的标志
研究人员说,这些结果不仅证明了新的RSXS方法的价值,而且支持了PDW不仅存在于这种材料中,而且存在于所有超导铜酸盐中的可能性
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