马克斯·普朗克学会 红外激光脉冲在K3C60中诱导高温超导性
在长时间的激发后，这种光诱导状态在许多纳秒内变得亚稳态
信用:约格·哈姆斯/ MPSD 超导性——一种材料无损耗地传输电流的能力——是一种量子效应，尽管经过多年的研究，它仍然局限于非常低的温度
现在，MPSD大学的一组科学家已经成功地在分子固体中创造了一种亚稳态，通过将它暴露在精细调谐的强激光脉冲中，电阻消失了
这种效应在2016年只在很短的时间内得到了证实，但在一项新的研究中，该论文的作者展示了更长的寿命，接近10年
比以前长000倍
光诱导超导电性的长寿命为其在集成电子学中的应用提供了希望
布登等人的研究
发表在《自然物理学》上
超导是现代物理学中最迷人和神秘的现象之一
它描述了某些材料在冷却到临界温度以下时电阻的突然损失
然而，对这种冷却的需求仍然限制了这些材料的技术可用性
近年来，MPSD安德里亚·卡瓦勒里团队的研究表明，与没有光刺激的情况相比，在更高的温度下，强脉冲红外光是在各种不同材料中诱导超导正常连接的可行工具
然而，这些奇异的状态到目前为止只持续了几皮秒(万亿分之一秒)，因此将研究它们的实验方法限制在超快光学上
据报道，本周出现了突破性进展
Cavalleri小组的研究人员现在已经成功地将有机超导体K3C60中这种光诱导超导状态的寿命延长了四个数量级以上，K3C 60是基于富勒烯(“足球”分子由60个碳原子形成)
“我们发现了一种长寿状态，其电阻在比没有光激发的超导状态高五倍的温度下消失，”主要作者马蒂亚斯·布登说，他当时是一名博士生
“这一成功的关键因素是我们开发了一种新型激光源，这种激光源可以产生高强度的中红外光脉冲，持续时间从大约1皮秒到1纳秒不等，”合著者托马斯·格伯特补充道
这种新型激光器是基于高功率气体激光器与相对较长的纳秒脉冲的同步，以及短得多的固态激光脉冲的超精确节奏
当这种长而强的红外光脉冲击中一种材料时，它们会引起分子振动、晶格畸变，甚至改变电子结构
考虑到这些过程的复杂性，人们提出了几种截然不同的理论来描述光增强超导的物理现象就不足为奇了
令人惊讶的是，作者在他们的新工作中发现，超导性在光激发后持续了几十纳秒
这些显著延长的超导态寿命使研究小组能够系统地研究材料的电阻
尽管K3C60中光诱导超导性的微观描述仍然缺失，但这些结果代表了当前理论的新基准
“最重要的是，”马蒂亚斯·布登总结道，“我们的工作为光诱导迈斯纳效应的紧迫实验铺平了道路，并激发了人们对超导电路在基于最先进的高速电子学的集成器件中的应用的思考
“这类应用包括极其灵敏的磁场传感器、高性能量子计算和无损电能传输
更一般地说，由于将较长的中红外激发脉冲与电子和磁性的直接测量相结合的新方法，MPSD团队旨在改进对复杂材料中许多迷人现象的控制和理解
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