La difracción de neutrones en el Centro Australiano de Dispersión de Neutrones ha aclarado la ausencia de orden magnético y ha clasificado la superconductividad de una nueva generación de superconductores en un artículo publicado en Cartas de Eurofísica .
El nitruro a base de hierro, ThFeAsN, que contiene Th 2 norte 2 y FeAs 2 capas, ha sido de considerable interés porque la superconductividad no convencional que se produce a una temperatura de 30 K. Este material fue de particular interés ya que se observó que la superconductividad surgía sin dopaje con oxígeno.
Un gran grupo de investigadores predominantemente chinos, dirigido por el profesor Huiqian Luo del Laboratorio Nacional de Física de la Materia Condensada de Beijing recopiló mediciones de difracción en el difractómetro de alta intensidad WOMBAT, asistido por los científicos de instrumentos Dra. Helen Maynard-Casely y el Dr. Guochu Deng con base en el Centro Australiano de Dispersión de Neutrones. Esto les permitió determinar la estructura cristalina del compuesto en un amplio rango de temperaturas.
En tipos similares de materiales, Se cree que el inicio de un estado superconductor está asociado con el ordenamiento magnético dentro de la estructura cristalina. Las mediciones anteriores no habían mostrado ningún orden magnético en el material ThFeAsN, y, por lo tanto, este estudio de neutrones fue una oportunidad para confirmar esto y buscar otros conocimientos estructurales sobre las propiedades del material.
La falta de orden magnético se confirmó porque no se encontró ninguna diferencia entre los conjuntos de datos a 6 K y 40 K. Se pudo identificar que todas las reflexiones observadas surgieron de la estructura atómica desde 6K hasta 300K; no hubo reflejos magnéticos. identificado.
Los patrones de difracción en el rango de temperatura de 300 K a 6 K también indicaron que no había transición de fase estructural de tetragonal a ortorrómbica en la red cristalina.
Los investigadores informaron que los parámetros de la red aumentaron continuamente con la temperatura debido a la expansión térmica y posiblemente tuvo lugar una distorsión débil en el tetraedro a 160 K. Los detalles desde la estructura apuntan a esta distorsión proveniente de los FeAs 2 capas.
La estrecha relación entre la estructura local del tetraedro FeAs4 y la temperatura superconductora, sugirió que TheFeAsN está en un estado superconductor casi optimizado.
Esto es diferente a muchos otros materiales superconductores descubiertos, que requieren ajustes en su química para producir la temperatura crítica más alta.
Los autores también supusieron que la estrecha distancia de Fe-As favorecería el salto de electrones, reducir las correlaciones de electrones y el orden orbital, proporcionando así una explicación razonable de la ausencia de orden magnético, transición estructural y anomalía de resistividad.
Las mediciones de densidad de portadores indicaron que ThFeAsN ya podría estar dopado por electrones, que probablemente son introducidos por la deficiencia de N o la ocupación de O o la valencia reducida del nitrógeno. El efecto de autodopaje podría ser responsable de la superconductividad y la supresión del orden magnético.
