Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Superkeçiricilik monolayer FeSe qəfəsində ortaya çıxır. Müəllif: Cui Ding

Çində fiziklər, dəmir əsaslı materialda yalnız tək bir vahid hüceyrə qalınlığında yüksək temperaturlu superkeçiriciliyin mənşəyinə dair yeni ipucları ortaya qoyublar. Tsinghua Universitetində Qi-Kun Xue və Lili Wangın rəhbərliyi ilə aparılan komandanın təcrübələri göstərir ki, bu təsir materialdakı iki atom “alt qəfəs” arasında təəccüblü bir dixotomiya vasitəsilə ortaya çıxır və superkeçiriciliyin necə yarandığına daha dərindən nəzər salmağa imkan verir. Onların nəticələri Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

Dəmir əsaslı superkeçiricilər

Kritik temperaturundan aşağı soyuduqda, superkeçirici elektrik cərəyanlarının demək olar ki, sıfır müqavimətlə axmasına imkan verir. İndiyə qədər kəşf edilmiş əksər superkeçiricilərin kritik temperaturu mütləq sıfıra yaxın olsa da, son onilliklərdə bu effekti getdikcə daha yüksək temperaturda saxlayan getdikcə daha inkişaf etmiş materialların kəşfi müşahidə olunur və bu, onların praktik tətbiqlər üçün tətbiqini daha asanlaşdırır.

2012-ci ildə, cəmi 0,55 nm qalınlığında Se–Fe–Se üçqat təbəqəsindən ibarət olan tək vahid hüceyrə qalınlığında dəmir selenid (FeSe) təbəqəsində superkeçiricilik aşkar edilmişdir. Lakin, belə bir ultra nazik sistemdə belə güclü superkeçirici effektin necə yarana biləcəyi hələ də məlum deyil.

Materialın atom qəfəsinin tək bir vahid hüceyrəsi daxilində dəmir atomları iki bir-birinə hörülmüş “alt qəfəs” kimi təsvir edilə bilən təkrarlanan bir naxış əmələ gətirir. Bu, qəfəs simmetriyasının və Fe yerlərində sadə bir inversiya mərkəzinin olmamasının nəticəsidir.

Daha sonra, 2013-cü ildə, bu tədqiqatın müvafiq müəlliflərindən biri olan Çin Elmlər Akademiyasından Jiangping Hu, üçqatlı FeSe-dəki superkeçirici nizam parametrinin materialın qeyri-adi atom qəfəs quruluşundan yarana biləcəyini irəli sürərək yeni bir nəzəri çərçivə təklif etdi.

Fərqli alt qəfəslərin tədqiqi

Hunun nəzəriyyələrinə görə, bu iki alt qəfəsli quruluş, materialdan keçən elektronlar üçün yeni bir “sərbəstlik dərəcəsi” təqdim edir – yəni onlar iki alt qəfəsdən hansını tutduqlarından asılı olaraq fərqli davrana bilərlər. Əgər belədirsə, hər bir alt qəfəslə əlaqəli elektronlar arasındakı qarşılıqlı təsirdən superkeçiricilik yarana bilər.

Fizika İnstitutundan Jiang izah edir ki, “Digər yüksək temperaturlu superkeçiricilərlə müqayisədə bu qeyri-simmorfik qəfəs simmetriyası dəmir əsaslı superkeçiricilərin fərqli bir xüsusiyyətidir. Bu alt qəfəs sərbəstlik dərəcəsinin superkeçiricilikdə necə iştirak etməsi açıq və fundamental bir sual olaraq qalır.”

Tədqiqat aparmaq üçün Vanqın komandası kvant tunelləməsindən istifadə edən iki güclü analitik texnikanın ən son imkanlarından istifadə etdi: atom qətnaməsində səthləri görüntüləyən skanlama tunelləmə mikroskopiyası (STM) və elektron vəziyyət sıxlığının müəyyən atom mərkəzlərində enerji ilə necə dəyişdiyini göstərən skanlama tunelləmə spektroskopiyası (STS) ilə birləşdirilmişdir.

Bu yanaşma ilə tədqiqatçılar hər bir alt qəfəsdəki ifratkeçirici xüsusiyyətləri ayrıca ölçə bildilər. Dinq təsvir edir ki, “FeSe-(1×1) fazasının yüksək struktur homogenliyi tək bir hüceyrə daxilində iki Fe alt qəfəsini həll edən atom qətnaməli spektroskopiya ölçmələrinə imkan verdi.” “Bu fəza qətnamə səviyyəsi bizə iki alt qəfəsin elektron spektrlərini birbaşa müqayisə etməyə imkan verdi.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Alt qəfəs dixotomiyası

Bu şəkildə təhlil edildikdə, iki alt qəfəs arasında təəccüblü bir ziddiyyət ortaya çıxdı. Superkeçiricidə, materialda ən yüksək enerji olan Fermi səviyyəsinə yaxın elektronlar Kuper cütləri kimi tanınan bağlı vəziyyətlər əmələ gətirir. Bu cütlər Fermi səviyyəsi ətrafında enerji boşluğu yaradır: bir cütü qırmaq üçün minimum enerji tələb olunur.

Tunel ölçmələrində ikili boşluq , sıfır enerji ətrafında sıfır keçiricilik platosu kimi görünür və Fermi səviyyəsinin üstündə və altında kvazipartikülləri həyəcanlandırmaq üçün lazım olan enerjiləri qeyd edən iki cüt kəskin “koherentlik zirvəsi” ilə əhatə olunmuşdur və ikili boşluq daxili boşluq və xarici boşluq kimi işarələnir. Fermi səviyyəsindən aşağı vəziyyətlər çox vaxt “dəlik kimi”, yuxarıdakılar isə “elektron kimi” kimi təsvir olunur.

Vanqın komandası üçün hər iki vəziyyət qrupu tunel spektrlərinin koherentlik zirvələrində aydın şəkildə özünü göstərdi.

“Müxtəlif alt qəfəslərdə aydın şəkildə fərqlənən tunel spektrlərini müşahidə etdik: bir alt qəfəsdə dəlikşəkilli pik elektronşəkilli pikdən daha çox nəzərə çarpır, digər alt qəfəsdə isə vəziyyət tərsinədir və fərqlər böyüklük baxımından müqayisə edilə bilər. Bundan əlavə, ikili boşluqlu koherentlik pikləri arasındakı intensivlik kontrastı tərsinə çevrildi”, – deyə Dinq bildirir.

“Biz bu fenomeni ‘alt qəfəs dixotomiyası’ adlandırdıq.” Materialın kritik temperaturundan yuxarıda bu dixotomiya yox olur.

Superkeçiriciliyin mənşəyi

Nəzəri modelləşdirmə göstərir ki, müşahidə olunan alt qəfəs dixotomiyası təbii olaraq iki cütləşmə kanalının birgə mövcudluğu ilə izah edilə bilər: elektronların eyni elektron zolaq daxilində Kuper cütlüklərini əmələ gətirdiyi zolaqdaxili cütləşmə və fərqli zolaqlardan olanların bir-birinə cütləşdiyi zolaqlararası cütləşmə komponenti. İki alt qəfəsli strukturla əlaqəli zolaqlararası tək cütləşmə, FeSe/SrTiO3 interfeysində inversiya simmetriyasının pozulması səbəbindən ortaya _çıxır .

Onların tapıntısı göstərir ki, superkeçirici keçid temperaturunun artması, on il əvvəl Jiangping Hu tərəfindən Hubbard modelində Chen-Ning Yang-ın cütləşmə konsepsiyasının genişləndirilməsi kimi təklif edilmiş əlavə zolaqlararası cütləşmə kanalının aktivləşməsi ilə əlaqələndirilir . Əhəmiyyətli cütləşmə komponenti yalnız ənənəvi zolaqlararası Fermi səthi qeyri-sabitliyinin əhatə dairəsindən kənara çıxır.

Hu deyir ki, “Bu tapıntılar FeSe monolayerinin cütləşmə mexanizminə yeni bir baxış təqdim edir və qeyri-ənənəvi superkeçiricilikdə alt qəfəs sərbəstlik dərəcələrinin zəngin və əhəmiyyətsiz rolunu vurğulayır”.

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Cui Ding və digərləri, Monolayer FeSe Superkeçiricisində Paritetin Qırılması və Alt Qəfəs Dixotomiyası, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/f3w1-rn6p

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Əsas anlayışlar

Elektron quruluşKvazipartiküllər və kollektiv həyəcanlarSuperkeçiricilik2 ölçülü sistemlərKvant çoxcisimli sistemlərSuperkeçiricilərSkanlama üsullarıKondensasiya olunmuş maddədə qəfəs modelləriKondensasiya olunmuş maddədə simmetriyalar

© 2026 Science X Network