维也纳理工大学
扬·库内什
右边是镍原子和氧原子，以及它们之间的运动电子
学分:维也纳理工大学 即使经过30多年的研究，高温超导仍然是材料物理中未解之谜之一
即使在相对较高的温度下，导致某些材料仍然传导电流而没有任何电阻的确切机制仍未完全了解
两年前，一类新的有希望的超导体被发现:所谓的层状镍酸盐
TU Wien的一个研究小组现在第一次通过比较理论和实验成功地确定了这些新型超导体的重要参数
这意味着现在第一次有了一个理论模型，可以用来理解这些材料中高温超导的电子机制
寻找高温超导体 今天我们知道许多超导体，但是它们中的大多数只有在接近绝对零度的极低温度下才是超导的
在较高温度下保持超导的材料被称为“高温超导体”——尽管这些“高温”(通常在-200℃以下的数量级)按人类标准来看仍然非常冷
找到一种在相当高的温度下仍然保持超导的材料将是一个革命性的发现，它将为许多新技术打开大门
长期以来，所谓的铜酸盐被认为是特别令人兴奋的候选者——一类含有铜原子的材料
然而，现在另一类材料可能更有希望:镍酸盐，其结构与铜酸盐相似，但用镍代替铜
“人们对铜酸盐进行了大量研究，并有可能大幅提高材料保持超导的临界温度
如果新发现的镍酸盐也能取得类似的进展，那将是一个巨大的进步。”
来自维也纳大学固体物理研究所的简·库内什说
难以访问的参数 描述这种超导体行为的理论模型已经存在
然而，问题是，为了使用这些模型，人们必须知道某些难以确定的材料参数
简·库内什解释说:“电荷转移能量起着关键作用。”
“这个值告诉我们，要把一个电子从镍原子转移到氧原子，你必须给系统增加多少能量
" 不幸的是，这个值不能直接测量，理论计算极其复杂和不精确
因此，简·库内什研究小组的一名成员Atsushi Hariki开发了一种间接确定这一参数的方法:当用X射线检查材料时，结果也取决于电荷转移能量
简·库内什解释说:“我们计算了对这个参数特别敏感的X射线光谱的细节，并将我们的结果与不同X射线光谱方法的测量结果进行了比较。”
“通过这种方式，我们可以确定合适的值——这个值现在可以被插入到用于描述材料超导性的计算模型中
" 寻找更好镍盐的重要前提 因此，现在第一次有可能精确地解释材料的电子结构，并建立一个参数化的理论模型来描述镍酸盐中的超导性
扬·库内什说:“有了这个，我们现在就可以找到如何在电子水平上解释这种效应的机制的问题的答案了。”
“哪些轨道起决定性作用？哪些参数对细节很重要？如果你想找到进一步改进这种材料的方法，这就是你需要知道的，这样有一天你可能会生产出新的镍酸盐，其超导性可以持续到更高的温度
"
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