İletim elektronlarının kendine özgü özelliklerinden bazıları, bir kuprat süper iletkenin manyetik davranışına bakan araştırmacılar tarafından açıklanmış olabilir. Kuprat süperiletkenler kuantum hesaplama, güç aktarımı ve havalanan trenlerde kullanılmaktadır. Yük rezervuarları olarak bilinen ve diğer metal oksit katmanlarının arasına serpiştirilmiş bakır oksit katmanlarından oluşan bir grup malzemeye aittirler.
MRI makineleri ve parçacık hızlandırıcılar gibi diğer tıbbi ve bilimsel ekipmanlar için süper iletken mıknatısların üretimi şu anda süper iletkenlerin başlıca kullanım alanıdır.
Süperiletken malzemelerin potansiyel kullanım alanlarının tamamen hayata geçirilebilmesi için bilim insanlarının daha yüksek sıcaklıklarda özelliklerini koruyan süperiletkenler yaratmak için çok çalışması gerekiyor. Kuprat süperiletkenler şu anda nispeten yüksek geçiş noktası sıcaklıklarına sahip ve bu da araştırmacıların daha yüksek sıcaklıktaki süperiletkenliğin nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi edinmelerini sağlıyor.
Bristol Üniversitesi ve ISIS Pulsed Neutron and Muon Source, kuprat süperiletken (LSCO) üzerine yoğunlaşan bu çalışmada işbirliği yaptı. Bu sistemin Lantan’ın (La) Stronsiyum’a (Sr) olan kesin oranına olan son derece keskin hassasiyeti, süperiletkenlikle ilişkili özelliklerin tanımlanmasını mümkün kılmaktadır. Bir başka olasılık da LSCO’nun süper iletken olmasına neden olan şeyin manyetik dalgalanmalar olduğu, çünkü aynı zamanda manyetik olarak düzenlenmiş olmanın eşiğinde olduğu.
Bu manyetik dalgalanmaları incelemek için kullanışlı bir teknik elastik olmayan nötron saçılmasıdır. Bilim insanları, karşılıklı uzamsal ve enerji boyutlarının geniş bir yelpazesinde veri toplayabilmişlerdir. Spin dalgalanmalarının ve fononların tam bir görüntüsünü geliştirmenin bir sonucu olarak çok düşük enerjili spin dalgalanmalarını ayırabildiler.
Kuprat süperiletkenler, süperiletken hale geldikleri sıcaklığın üzerinde metallerdir, ancak akım taşıyan elektronlar çok tuhaf davranışlar sergiler. Sıcaklık arttıkça akım iletme kapasiteleri önemli ölçüde azalır. İletim elektronları düşük enerjili spin dalgalanmaları tarafından saçılmış olabilir, bu da metalin tuhaf davranışını açıklar. Ek olarak, süper iletken soğutuldukça ve süper iletkenlik bir manyetik alan kullanılarak azaltıldıkça spin dalgalanmaları büyümüş ve yavaşlamıştır, bu da malzemenin manyetik düzene yaklaştığını göstermektedir Bu, kupratların tuhaf elektriksel özelliklerini açıklamaya yardımcı olabilir.
Bristol Üniversitesi Fizik Fakültesi’nden Profesör Stephen Hayden’a göre, “Bu çalışma, kupratların anlaşılmasında spin dalgalanmalarının potansiyel önemini göstermiştir. Daha yüksek süperiletkenlik sıcaklıklarına sahip malzemeler yaratmaya yönelik bir diğer adım da, bu malzemelerin özelliklerinin ve süperiletkenlikle nasıl bir ilişki içinde olduklarının daha iyi anlaşılmasıdır.
“Bu malzemelerin gelecekte kuantum hesaplama, güç aktarımı ve ulaşım için, havalanan trenler ve küçük motorlar da dahil olmak üzere, kullanılması gerekiyor. İkincisi için mevcut tanıtım projeleri var.
ISIS’teki özel ekipman ve örnek ortamı bu görev için çok önemlidir.
Kaynak: bristol.ac.uk/news
