Los superconductores son materiales cuánticos que son perfectos transmisores de electricidad e información electrónica. Ahora, los cupratos son el mejor candidato para la superconductividad de temperatura más alta a presión ambiente, operando a aproximadamente -120 ° C. Mejorar esto implica comprender las fases en competencia, uno de los cuales ya ha sido identificado. Crédito:MPI CPfS, crédito del artista a K. Fujita, Laboratorio Nacional de Brookhaven
Los superconductores son materiales cuánticos que son perfectos transmisores de electricidad e información electrónica. Aunque forman la base tecnológica de la computación cuántica de estado sólido, también son su factor limitante clave porque los superconductores convencionales solo funcionan a temperaturas cercanas a los -270 ° C. Esto ha motivado una carrera mundial para intentar descubrir superconductores de alta temperatura. Materiales que contienen CuO 2 capas de cristal (cupratos) son, en el presente, el mejor candidato para la superconductividad de temperatura más alta, operando a aproximadamente -120 ° C. Pero la superconductividad a temperatura ambiente en estos compuestos parece frustrarse por la existencia de una fase electrónica competitiva, y la atención se ha centrado recientemente en identificar y controlar esa misteriosa segunda fase.
La superconductividad ocurre cuando los electrones forman pares de espín opuesto y momento opuesto, y estos "pares de Cooper" se condensan en un fluido electrónico homogéneo. Sin embargo, La teoría también permite la posibilidad de que estos pares de electrones cristalicen en un estado de "onda de densidad de pares" (PDW) donde la densidad de pares se modula periódicamente en el espacio. Ha surgido un intenso interés teórico sobre si tal PDW es la fase competitiva en cupratos.
Para buscar evidencia de tal estado PDW, un equipo dirigido por el Prof. JC Seamus Davis (Universidad de Oxford) y el Prof. Andrew P. Mackenzie (Max Planck Institute CPfS, Dresden) con colaboradores clave, el Dr. Stephen D. Edkins y el Dr. Mohammad Hamidian (Universidad de Cornell) y el Dr. Kazuhiro Fujita (Brookhaven National Lab.), Usó campos magnéticos altos para suprimir la superconductividad homogénea en el superconductor de cuprato Bi 2 Sr 2 California 2 CuO 2 . Luego llevaron a cabo una visualización a escala atómica de la estructura electrónica de la nueva fase inducida por el campo. Bajo estas circunstancias, Se descubrieron modulaciones en la densidad de estados electrónicos que contienen múltiples firmas de un estado PDW. Los fenómenos están en concordancia detallada con las predicciones teóricas para un estado PDW inducido por el campo, lo que implica que es un par de ondas de densidad que compite con la superconductividad en cupratos.
Este descubrimiento deja en claro que para comprender el mecanismo detrás de la enigmática superconductividad de alta temperatura de los cupratos, este exótico estado de PDW debe tenerse en cuenta, y por tanto abre una nueva frontera en la investigación del cuprato.
