La supraconductivité est une propriété avantageuse observée dans certains matériaux, ce qui implique la capacité de conduite de l'électricité sans résistance en dessous des températures critiques spécifiques. Un phénomène particulièrement fascinant observé dans certains supraconducteurs non conventionnels est le soi-disant appariement du triplet.
Dans les supraconducteurs conventionnels, les électrons forment ce que l'on appelle des «paires de cooper», des paires d'électrons avec un élan opposé et un spin, un phénomène appelé couple de gardien de spin. Dans certains supraconducteurs non conventionnels, en revanche, les chercheurs ont observé un état différent connu sous le nom d'appariement de triplet, qui implique la formation de paires d'électrons avec des tours parallèles.
Des chercheurs de l'Université Fudan, du Riken Center for Emergent Matter Science (CEMS) et d'autres instituts ont récemment observé un transport non réciproque significativement amélioré dans une classe de supraconducteurs connus sous le nom de KTAO3– Les supraconducteurs d'interface basés, qu'ils ont proposés pourraient s'expliquer par la coexistence des états de gardien de spin et de triplet.
Leur article, publié dans Lettres d'examen physiqueoffre de nouvelles connaissances sur la supraconductivité non conventionnelle de ces matériaux et pourrait potentiellement informer l'utilisation future de ces matériaux pour le développement des technologies spintroniques et quantiques.
« Ktao3– Les supraconducteurs d'interface basés ont été découverts pour la première fois en 2021 et ont rapidement attiré l'attention car ils montrent une température de transition supraconductrice beaucoup plus élevée que Srtio auparavant connu3– Superconducteurs d'interface basés sur la base, « Pan He, co-auteur du journal, a déclaré à Issues.fr.
« Malgré cet intérêt, les études se sont jusqu'à présent concentrées sur les mesures de transport linéaire. Nous avons réalisé que le transport non linéaire ou non réciproque de ces supraconducteurs n'avait pas encore été exploré. C'était une motivation clé pour nous, car les transports non réciproques offrent un objectif unique à travers lesquels des superconducteurs, en particulier ceux avec une symétrie d'inversion brisée à des interfaces. »
Dans la science des matériaux, le transport non réciproque implique une résistance électrique qui diffère en fonction de la direction dans laquelle le courant électrique circule. Ce phénomène s'est avéré auparavant être un outil puissant pour sonder le mélange de parité (c'est-à-dire la coexistence des états de gardon de spin et de triplet).
Plus précisément, la présence d'un certain transport non réciproque dans un matériau peut indiquer que les paires de gardiens et de triplet spin-triplet contribuent à sa supraconductivité. S'appuyant sur cette idée, lui et ses collègues ont essayé de faire la lumière sur la physique sous-jacente de KTAO3– Superconductors d'interface basés, dans lesquels la supraconductivité se produit à l'interface entre une couche de potassium adantal (ktao₃) et d'autres composés.
« Expérimentalement, nous avons sondé le transport non réciproque en mesurant la génération de second harmonique sous un courant alternatif à basse fréquence », a déclaré Jinfeng Zhai, co-premier auteur du journal. « Cette technique, souvent appelée mesure harmonique électrique, nous permet de détecter des non-linéarités subtiles dans la réponse électrique du matériau qui indiquent un transport non réciproque. »
Les mesures recueillies par les chercheurs ont en fait dévoilé le transport non réciproque à KTAO3– Superconducteurs d'interface basés, suggérant que le mélange de parité a contribué à leur supraconductivité. Dans le cadre de leur étude, lui, Zhai et leurs collègues ont également développé un modèle théorique qui explique leurs observations.
« Nous avons développé un modèle incorporant à la fois le couplage de rashba spin-orbite et la déformation hexagonale », a expliqué Taekoo Oh, co-prime auteur du journal. « Sur la base de ce modèle, nous avons ensuite utilisé la théorie de Ginzburg-Landau dépendante du temps pour calculer le comportement de transport non réciproque attendu. »
Notamment, le modèle théorique conçu par les chercheurs s'est avéré être étroitement aligné sur leurs observations expérimentales. Cela suggère que la supraconductivité rapportée dans KTAO3-Les supraconducteurs d'interface basés sur une base pourraient en fait résulter de co-existants de gardon de spin et de triplet.
« Nous pensons que la réalisation la plus importante de notre étude est de fournir des preuves solides pour une interaction attrayante de jumelage à rotation à l'intérieur du KTAO3– Superconducteurs d'interface basés sur, que nous avons révélés à travers nos mesures de transport non réciproques et nos approches théoriques « , a déclaré Naoto Nagaosa, auteur co-senor de l'article.
Cette étude récente a rassemblé de nouveaux informations précieux sur KTAO3– Superconductors d'interface basés et les processus contribuant à leur supraconductivité, qui pourrait être exploré et validé davantage dans les recherches futures. L'équipe de l'Université Fudan prévoit désormais de prolonger son enquête pour englober d'autres supraconducteurs d'interface qui se sont avérés présenter une supraconductivité à des températures encore plus élevées.
« La recherche et la compréhension de ces matériaux est cruciale pour s'orienter vers des applications réelles », a ajouté Jian Shen, co-co-ennior auteur du journal. « Nous sommes également impatients de nous plonger dans de nouveaux phénomènes spintroniques au sein de ces supraconducteurs d'interface. Compte tenu des preuves de paires de coopératives à rotation polarisées, ce système offre une plate-forme idéale pour combiner les champs fascinants de supraconductivité et de spintroniques, potentiellement conduisant à des fonctionnalités entièrement nouvelles. »
Écrit pour vous par notre auteur Ingrid Fadelli, édité par Lisa Lock, et vérifié et examiné par Andrew Zinin – cet article est le résultat d'un travail humain soigneux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour garder le journalisme scientifique indépendant en vie. Si ce rapport vous importe, veuillez considérer un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte comme un remerciement.
