Une image capturée par laser-PEEM montrant l’accord des électrons à l’intérieur d’un échantillon de matériau IBSC. Dans cette méthode, les images sont réalisées à partir de la lumière laser éclairant l’échantillon particulier dans 2 directions différentes. Le dichroïsme de Geradlinig (LD) décrit la différence entre les images réalisées à partir de ces deux directions d’éclairage ; il vous permet de voir des détails que vous ne pouvez pas voir ou bien, comme dans ce cas la répartition particulière des mauvaises particules. Crédit : © 2021 Shin et ‘s.
Nouvelle vague de recherche électronique
Un résultat surprenant pour les physiciens des solides laisse entrevoir un comportement unique des électrons.
En apprenant le comportement des mauvaises particules dans les matériaux supraconducteurs à base de fer, des chercheurs de l’Université de Tokyo ont observé une étrange transmission liée à la manière dont les mauvaises particules sont disposées. Le signal particulier implique un tout nouvel arrangement de mauvaises particules que les chercheurs contactent avec un afflux de nématicité, et ils espèrent travailler avec des physiciens théoriciens pour mieux comprendre cela. L’afflux de nématicité pourrait aider les chercheurs à se familiariser avec la façon dont les électrons se connectent les uns aux autres dans les supraconducteurs.
Un rêve de longue date des physiciens des solides est de comprendre complètement le phénomène associé à la supraconductivité – essentiellement une conduction électronique sans résistance qui génère de la chaleur et pompe de l’énergie. Il inaugurerait une toute nouvelle planète de produits incroyablement efficaces ou puissants et est déjà utilisé dans le nouveau train à thème de lévitation magnétique du Japon. Mais il y a certainement beaucoup à explorer avec ce sujet complexe, et il surprend aussi souvent les scientifiques avec des résultats et des observations inattendus.
Le professeur Shik Tibia de l’Institut de physique des solides de l’Université associée à Tokyo et son groupe étudient le comportement des mauvaises particules dans les matériaux supraconducteurs à base de fer, voire les IBSC. Ces composants présentent de nombreuses garanties car ils pourraient être utilisés à des températures plus élevées par rapport à d’autres composants supraconducteurs, ce qui constitue un problème important. Ils utilisent également des éléments matériels beaucoup moins exotiques et peuvent donc être plus simples et moins chers à faire affaire. Pour activer la capacité supraconductrice de l’échantillon, le matériau doit être refroidi à plusieurs degrés innombrables en dessous de zéro. Et des éléments intéressants se produisent pendant ce processus de refroidissement.
« Alors que les IBSC se refroidissent à un certain niveau, ces personnes expriment un état que nous appelons tous la nématicité électronique », a déclaré Tibia. “C’est là que le réseau cristallin particulier du matériau et les mauvaises particules qu’il contient sont très arrangés différemment selon l’angle sous lequel vous les regardez, autrement appelé anisotropie. Nous anticipons la manière dont les électrons sont généralement agencés pour être fermement couplés à la méthode d’agencement du réseau cristallin environnant. Pourtant, notre récente déclaration montre quelque chose de complètement différent et en fait assez étonnant. ”
Un plan du dispositif expérimental mis au point par le groupe. Crédit : © 2021 Shin et ing.
Tibia et son équipe ont utilisé une technique spéciale produite par leur groupe connue sous le nom de laser-PEEM (microscopie électronique à photoémission) pour imaginer leur petit échantillon IBSC au niveau microscopique. Ils s’attendaient à voir un modèle familier qui se répétera tous les deux nanomètres (milliards de mètre). Et a affirmé que le réseau cristallin montrait ce motif particulier. Mais à leur grande surprise, le groupe a découvert que la conception des électrons se répétait plutôt tous les deux cents nanomètres.
Cette différence entre l’onde de nématicité électronique et la structure cristalline de l’IBSC était inattendue, par conséquent ses implications continuent d’être à l’étude. Cependant, le résultat pourrait ouvrir la porte à des recherches théoriques et expérimentales sur quelque chose de fondamental au phénomène associé à la supraconductivité, et c’est la manière dont les électrons forment des paires à des températures plus basses. La connaissance de cette technique pourrait être cruciale pour l’introduction de la supraconductivité à haute température. Lorsque les ondes de nématicité sont généralement liées, il est important de comprendre comment.
“Ensuite, j’espère vraiment que nous pourrons travailler avec des physiciens théoriciens pour approfondir la compréhension de la nématicité surf”, a déclaré Tibia. « Nous souhaitons également utiliser le laser-PEEM pour analyser d’autres composants connexes tels que les oxydes métalliques comme l’oxyde de cuivre. Il n’est peut-être pas toujours évident de savoir où se trouvent les applications, mais travailler sur les complications de la physique fondamentale me fascine vraiment. ”
Guide : “Découverte de l’onde de nématicité mésoscopique dans les supraconducteurs à base de fer” simplement par T. Shimojima, Con. Motoyui, T. Taniuchi, C. Bareille, Ersus. Onari, H. Kontani, M. Nakajima, H. Kasahara, T. Shibauchi, Y. Matsuda plus S. Shin, plusieurs septembre 2021, Science .
DOI : 10. 1126/science. abd6701
