Sam Şoltis, Pensilvaniya Dövlət Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Molekulyar şüa epitaksisindən istifadə edərək yaradılmış dəmir telluridinin (FeTe) nazik təbəqəsinin — təsvirin mərkəzindəki şəffaf substrat üzərindəki qaranlıq bölgənin — nümunəsi. Uzun müddətdir adi bir maqnit metalı olduğu düşünülən tədqiqatçılar indi FeTe-nin nazik təbəqəsinin tellur buxarına məruz qoyulmasının materialın kristal quruluşunda ilişib qalmış artıq dəmir atomlarının yaratdığı pozğunluğu aradan qaldırdığını və FeTe-nin superkeçirici olduğunu ortaya qoyduğunu göstəriblər. Müəllif: Chang Laboratory / Penn State

Superkeçiricilik — materialın istiliyə enerji itkisi olmadan elektrik enerjisini keçirmə qabiliyyəti — maqnit rezonans görüntüləmə (MRT) maşınları, hissəcik sürətləndiriciləri və potensial olaraq kvant kompüterləri kimi qabaqcıl texnologiyalar üçün vacib olan yüksək səmərəli, ultra sürətli elektronikaya imkan verir. Yeni tədqiqatlar artıq dəmir və tellur kimyəvi elementlərindən ibarət və uzun müddət adi maqnit metalı hesab edilən dəmir telluridinin (FeTe) əslində superkeçirici olduğunu aşkar etdi. Tədqiqatçılar gizli artıq dəmir atomlarının materialın maqnetizmini induksiya etdiyini və bu atomların çıxarılması elektrik enerjisinin sıfır müqavimətlə axmasına imkan verdiyini aşkar etdilər.

Hər ikisinə Penn Dövlət Universitetinin Fizika professoru Cui-Zu Çanq rəhbərlik edir və tədqiqatı təsvir edən iki məqalə bu gün (1 aprel) Nature jurnalında ardıcıl olaraq dərc olunub . Birinci məqalə FeTe-də superkeçiriciliyin necə “aktivləşdiriləcəyinə” diqqət yetirir, ikinci məqalə isə superkeçiriciliyin fərqli bir üst təbəqə əlavə edildikdə materialın atom quruluşu ilə qarşılıqlı təsir göstərdiyi və tədqiqatçılara onun davranışını tənzimləməyə imkan verdiyi yeni bir “kvant rəqsi”ni ortaya qoyur.

Çanq bildirib ki, “Məşhur dəmir əsaslı superkeçirici dəmir selenidindən (FeSe) fərqli olaraq, FeTe, demək olar ki, eyni kristal quruluşa malik olmasına baxmayaraq, uzun müddət superkeçiriciliyi olmayan maqnit metalı hesab olunur. FeTe-nin bu vacib xüsusiyyəti niyə paylaşmadığı sirr olaraq qalır.”

FeTe-də gizli superkeçiriciliyin aşkarlanması

Bu iki yaxından əlaqəli birləşmənin niyə bu qədər fərqli davrandığını araşdırmaq üçün tədqiqat qrupu molekulyar şüa epitaksisi adlanan bir texnikadan istifadə edərək FeTe nazik təbəqələri yetişdirdi. Bu texnika mənbə materiallarını müvafiq substratlara birgə buxarlandıraraq atom miqyasında nazik, olduqca təmiz nümunələr yaradır. Lakin tədqiqatçılar skan tunel mikroskopiyası adlanan xüsusi bir mikroskopdan istifadə edərək atom miqyasında yaratdıqları FeTe nümunələrinə diqqətlə baxdıqda, materialın mükəmməl ideal olmadığını gördülər. Əlavə dəmir atomları FeTe-nin kristal qəfəsinə yerləşdirilib.

Çanq, tədqiqatçıların həqiqətən təmiz FeTe yaratmaq üçün artıq atomları çıxarmağın superkeçirici ilə nəticələnə biləcəyi nəzəriyyəsini irəli sürdüklərini izah edərək, “Bu artıq dəmir atomları FeTe-dəki dəmir və tellur atomlarının ideal bir-bir nisbətini pozur və maqnetizm və superkeçiricilik balansını pozur” dedi.

Komanda, FeTe təbəqələrini tellur buxarı olan bir mühitə məruz qoymaqla FeTe-nin saflığını dəqiq şəkildə idarə etmək üçün bir üsul ortaya qoydu . Bu, artıq dəmir atomlarını kompensasiya etdi və materialı ideal vəziyyətə gətirdi.

Çanq bildirib ki, “Nəticədə yaranan ideal FeTe təxminən 13,5 Kelvin və ya -435°F kritik temperaturla superkeçiricilik nümayiş etdirir. Artıq dəmir atomları öz superkeçiriciliyini gizlətmişdi və bu da onilliklər boyu FeTe-nin adi maqnit metalı olduğuna dair fikirlərə gətirib çıxardı. Tapıntılarımız bu sinif dəmir tərkibli birləşmələrin faz diaqramını yenidən müəyyənləşdirir.

“Oxşar hadisələrin digər əlaqəli materiallarda da mövcud olması ehtimalı var, burada gizli ifratkeçirici vəziyyətlər və ya rəqabət aparan maqnit nizamları nizamsızlıq aradan qaldırılana və ya diqqətlə idarə olunana qədər gizli qalır. Nizamsızlığın həlledici rolunu anlamaq, digər materiallarda belə gizli ifratkeçirici vəziyyətləri aşkar etməyə və sabitləşdirməyə kömək edəcək.”

Xara naxışları ilə mühəndislik superkeçiriciliyi

İkinci məqalədə, FeTe-nin öz-özlüyündə bir ifrat keçirici olduğunu müəyyən etdikdən sonra, komanda onun ifrat keçiricilik vəziyyətinin özünün necə yaradıla biləcəyini daha da araşdırdı. Komanda, FeTe-nin üzərində fərqli bir qəfəs quruluşuna malik nazik bir material yetişdirərək laylı strukturlar yaratdı. İki materialın fərqli atom düzülüşləri olduğundan, onların sərhədində daha böyük təkrarlanan bir naxış – muar super qəfəs – əmələ gəlir.

Çanq bildirib ki, “Sərhəddəki kristal strukturları arasındakı uyğunsuzluq, FeTe-nin ifratkeçirici xüsusiyyətlərini dəyişdirən xara superqəfəs adlandırdığımız bir şey yaradır.” “Son illərdə ikiölçülü materiallarda xara superqəfəslər yeni kvant vəziyyətlərini kəşf etmək üçün vacib bir platforma kimi ortaya çıxıb.”

Atom miqyasında materialları görüntüləyə bilən skanlama tunel mikroskopiyasından istifadə edərək, komanda birbaşa superkeçiriciliyin təkrarlanan, damcıya bənzər bir nümunə – tədqiqatçıların “kvant rəqsi” adlandırdığı – muar super qəfəsini izləyən bir nümunə meydana gətirdiyini müşahidə etdi. Onlar həmçinin bu nümunənin üst təbəqədəki materialı dəyişdirməklə tənzimlənə biləcəyini aşkar etdilər.

Çanq bildirib ki, “Superkeçiricilərdə kristal qəfəslərin rolu tez-tez nəzərdən qaçırılıb. Tapıntılarımız superkeçiricilik və qəfəs quruluşu arasındakı qarşılıqlı əlaqəyə yenidən diqqət yetirməyə təşviq edir və muar interfeys mühəndisliyinin superkeçiriciliyi tənzimləmək və yeni nəsil kvant materiallarının dizaynı üçün potensial olaraq güclü bir vasitə kimi xidmət edə biləcəyini vurğulayır.”

Nəşr detalları

Zi-Jie Yan və başqaları, Stokiometrik FeTe super keçiricidir, Təbiət (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10321-0 . www.nature.com/articles/s41586-026-10321-0

Zihao Wang və digərləri, Cooper-cüt sıxlıq modulyasiya vəziyyətlərinin Moire mühəndisliyi, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10325-w . www.nature.com/articles/s41586-026-10325-w

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Əsas anlayışlar

MaqnetizmSuperkeçiricilik2 ölçülü sistemlərMaqnit sistemləriGüclü korrelyasiyalı sistemlərSuperkeçiricilər

Pensilvaniya Dövlət Universiteti tərəfindən təmin edilir