Een strategie om de lichtafhankelijke supergeleiding van K₃C₆₀ te verbeteren

Supergeleiding is het vermogen van sommige materialen om gelijkstroom (DC) vrijwel zonder weerstand te geleiden. Deze eigenschap is zeer gewild en geschikt voor verschillende technologische toepassingen, omdat het de prestaties van verschillende elektronische en elektrische apparaten kan verbeteren.

De afgelopen jaren hebben natuurkundigen en materiaalwetenschappers van de gecondenseerde materie geprobeerd strategieën te identificeren om de supergeleiding van bepaalde materialen te verbeteren. Dit omvat artikel K₃C₆₀een organische supergeleider, bleek een fase binnen te gaan die wordt gekenmerkt door nulweerstand wanneer er midden-infraroodlichtpulsen op worden toegepast.

Onderzoekers van het Max Planck Instituut voor de Structuur en Dynamica van Materie, de Universiteit van Parma Studies en de Universiteit van Oxford hebben een strategie geïdentificeerd om de door licht geïnduceerde supergeleiding van K.₃C₆₀. Deze strategie, beschreven in NatuurfysicaTot nu toe zijn de resultaten veelbelovend: ze verhogen de lichtgevoeligheid van dit supergeleidende materiaal met twee ordes van grootte.

“We onderzoeken al bijna tien jaar de mogelijkheid om licht te gebruiken om de supergeleiding te verbeteren, beginnend bij een evenwichtstoestand bij een kerntemperatuur boven Tc”, vertelde Andrea Cavalieri, een van de onderzoekers die het onderzoek uitvoerde, aan Phys.org. “We hebben laten zien dat dit werkt Bij sommige cobra’sin Zouten transporteren een bepaalde lading En in K₃C₆₀“.

“In dit artikel ontdekten we het mechanisme achter het K-gen₃C₆₀ “Optisch geïnduceerde supergeleiding met behulp van een speciale optische bron die beter afstembaar is dan voorheen gebruikt, met een frequentie tot 10 Hz.”

Cavalieri en zijn onderzoeksteam waren bezig met het onderzoeken van K-supergeleiding₃C₆₀ Al een paar jaar. In hun eerdere experimenten waren ze in staat de supergeleidende fase van dit materiaal te bereiken met excitatiefoton-energieën tussen 80 en 165 MeV (20-40 Hz).

In hun nieuwe onderzoek wilden ze excitatie in materie onderzoeken bij lage energieën tussen 24 en 80 MeV (6-20 Hz), met behulp van een strategie die voorheen ontoegankelijk was. De onderzoekers bereikten dit met behulp van een terahertz-bron die pulsen met een smalle bandbreedte genereert door nabij-infrarode signaalbundels van twee verschillende fasevergrendelde optische parametrische amplitudes te combineren.

“De fundamentele fysica is nog niet duidelijk, maar het experiment richt zich op geselecteerde moleculaire trillingen die direct in een grote versterking worden gedreven op hun resonantiefrequentie”, zei Cavalieri. “De aangedreven trillingen lijken elektronische toestanden te koppelen en koppeling en cohesie te bevorderen die tot supergeleiding leiden. Het huidige artikel laat zien dat dit effect bijzonder goed werkt bij 10 terahertz, waar een specifieke moleculaire trilling wordt gevonden.”

Recent werk van Cavalieri en zijn medewerkers werpt nieuw licht op de potentiële mechanismen die ten grondslag liggen aan foto-geïnduceerde supergeleiding in K₃C₆₀ En misschien andere supergeleiders. Bovendien presenteert het een strategie die kan helpen de foto-geïnduceerde supergeleiding over langere tijdsperioden te verlengen, wat interessante implicaties zou kunnen hebben voor de ontwikkeling van op licht gebaseerde kwantumtechnologieën.

“We realiseerden een toestand van langdurige supergeleiding van 10 nanoseconden bij kamertemperatuur,” voegde Cavalieri eraan toe. “In principe zou dit kunnen worden gebruikt in toekomstige kwantumapparaten die worden aangedreven door licht. We willen de eigenschappen van deze transiënte toestand bestuderen, vooral de magnetische eigenschappen, en zullen proberen de eigenschappen van de foto-geïnduceerde fase te vergelijken met de evenwichtseigenschappen. SC.”