초전도체는 저항이없는 전기를 전도하는 재료로, 고속 열차, 에너지 효율적인 전력선 및 의료 이미징과 같은 다양한 응용 분야에 유망합니다. 2008 년에 발견 된 철기 기반 초전도체는 기존의 초전도체보다 더 높은 온도에서 작동 할 가능성이있는 재료의 종류로, 에너지 손실을 줄입니다.
"Nature Physics"저널에 발표 된이 연구에서 연구원들은 각도 분해 광 방출 분광법 (ARPES)이라는 기술을 사용하여 철 기반 초전도체의 전자 구조를 조사했습니다. 이 기술을 통해 재료 내 전자의 에너지와 운동량을 측정 할 수 있었으며, 재료의 전자 특성에 대한 통찰력과 초전도를 야기하는 메커니즘을 제공 할 수있었습니다.
놀랍게도, 팀은 전자 구조, 특히 철 원자 주위의 전자의 배열에서 독특한 비대칭을 관찰했습니다. 이 비대칭은 기존의 이론적 모델에 도전했으며, 이는보다 대칭적인 배열을 예측했습니다.
"관찰 된 전자 비대칭은 현재 이론들에 의해 설명 할 수없는 지문과 같았다"고 Max Planck State Research 연구소의 Alexander Fedorov 박사는 말했다.
더 깊은 이해를 얻기 위해 연구원들은 추가 실험과 이론적 계산을 수행했습니다. 그들은 비대칭이 전자와 재료 내 격자 진동 사이의 상호 작용으로 인해 발생한다는 것을 발견했다. 이러한 상호 작용은 전자 구조를 수정하여 관찰 된 비대칭으로 이어집니다.
이 전자 비대칭의 발견은 새로운 초전도기의 개발에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 전자 상호 작용을 이해하고 제어함으로써 과학자들은 초전도 전이 온도가 훨씬 높고 성능이 향상된 재료를 설계 할 수 있습니다.
Max Planck Solid State Research의 이사 인 Philipp Gegenwart 박사는“우리의 연구 결과는 철 기반 재료의 초전도성의 전자 특성과 메커니즘에 대한 새로운 관점을 제공한다. "그들은 다양한 응용 분야를위한보다 효율적인 초전도 재료의 개발을위한 길을 열었습니다."
이 전자 비대칭의 결과를 탐구하고 철기 기반 물질에서 초전도성에 영향을 미치는 다른 요인을 식별하기위한 추가 연구가 필요합니다. 이로 인해 실내 온도에서 작동하는 고효율 초전도 제의 실현으로 이어질 수 있으며, 에너지, 운송 및 의료 분야의 기술을 혁신합니다.
