Стратегия за подобряване на зависимата от светлина свръхпроводимост на K₃C₆₀

Свръхпроводимостта е способността на някои материали да провеждат постоянен електрически ток (DC) почти без съпротивление. Това свойство е много търсено и подходящо за различни технологични приложения, тъй като може да подобри работата на различни електронни и силови устройства.

През последните години физиците на кондензираната материя и учените по материали се опитаха да идентифицират стратегии за подобряване на свръхпроводимостта на определени материали. Това включва член К₃° С₆₀органичен свръхпроводник, беше установено, че навлиза във фаза, характеризираща се с нулево съпротивление, когато към него се прилагат светлинни импулси със среден инфрачервен диапазон.

Изследователи от Института Макс Планк за структурата и динамиката на материята, Университета в Парма и Университета в Оксфорд са идентифицирали стратегия за подобряване на индуцираната от светлина свръхпроводимост на K.₃° С₆₀. Тази стратегия, описана в Природна физикаДосега резултатите са много обещаващи, увеличавайки фоточувствителността на този свръхпроводящ материал с два порядъка.

„Ние проучваме в продължение на почти десетилетие възможността за използване на светлина за подобряване на свръхпроводимостта, започвайки от равновесно състояние при основна температура над Tc“, каза Андреа Кавалиери, един от изследователите, провели изследването, пред Phys.org. „Ние показахме, че това работи В някои кобрив Солите пренасят определен заряд И в К₃° С₆₀„.

„В тази статия открихме механизма зад K гена₃° С₆₀ „Оптично индуцирана свръхпроводимост с помощта на специален оптичен източник, който е по-регулируем от използвания преди, с честота до 10 Hz.“

Кавалиери и неговият изследователски екип изследваха K свръхпроводимостта₃° С₆₀ От няколко години насам. В предишните си експерименти те успяха да постигнат свръхпроводяща фаза на този материал с енергии на фотони на възбуждане между 80 и 165 MeV (20–40 Hz).

В новото си проучване те се заеха да изследват възбуждането в материята при ниски енергии между 24 и 80 MeV (6-20 Hz), използвайки стратегия, която преди това беше недостъпна. Изследователите постигнаха това с помощта на терагерцов източник, който генерира импулси с тясна честотна лента чрез комбиниране на близки инфрачервени сигнални лъчи на две различни фазово заключени оптични параметрични амплитуди.

„Фундаменталната физика все още не е ясна, но експериментът е насочен към избрани молекулярни вибрации, които се задвижват директно в голямо усилване на тяхната резонансна честота“, каза Кавалиери. „Задвижваните вибрации изглежда свързват електронните състояния и насърчават свързването и сцеплението, което води до свръхпроводимост. Настоящата статия показва, че този ефект работи особено добре при 10 терахерца, където се открива специфична молекулярна вибрация.“

Скорошната работа на Кавалиери и неговите сътрудници хвърля нова светлина върху потенциалните механизми, които са в основата на фотоиндуцираната свръхпроводимост в K₃° С₆₀ И може би други свръхпроводници. В допълнение, той представя стратегия, която може да помогне за разширяване на фото-индуцираната свръхпроводимост за по-дълги периоди от време, което може да има интересни последици за развитието на базирани на светлина квантови технологии.

„Осъществихме състояние на дълготрайна свръхпроводимост от 10 наносекунди при стайна температура“, добави Кавалиери. „По принцип това може да се използва в бъдещи квантови устройства, захранвани от светлина. Искаме да проучим свойствата на това преходно състояние, особено магнитните свойства и ще се опитаме да сравним свойствата на фотоиндуцираната фаза с равновесните свойства. SC.“