在高-TC超导体的研究中使用角度分辨光发射光谱的进展

自从发现高温(TC)超导体以来的二十年中,科学家一直试图了解电子配对并连贯移动以携带电流而没有电阻的机制。美国能源部的物理学家Tonica Valla说:“我们仍在开始。”布鲁克黑文国家实验室,“如果有的话,”他补充说,“看起来这个故事变得越来越复杂。”

1999年,瓦拉(Valla)的组是第一个观察到高-TC超导体中电子能量水平的“扭结”的组,就像他们经过从正常到超导状态的过渡温度一样。扭结是解释电子配对机理的第一个线索。

Valla说:“扭结使我们希望我们能确定负责电子配对的互动。”一些小组认为,该机理与常规超导体相同 - 即晶格中的声子或振动是负责电子配对的。其他科学家认为,相邻电子的自旋比对或磁性极性的变化 - 称为镁质。Valla说:“问题在于,晶体中既有声子和镁质,又有我们看到扭结的能量,因此仍然不清楚。”

瓦拉(Valla)组发现的最新皱纹是观察不是超导体的材料中相似的能量尺度和间隙。该材料是由灯笼,钡,铜和氧气制成的化合物的一种特殊形式,其中每八个铜原子恰好有一个钡原子。钡量较少或更多,该材料充当高-TC超导体(实际上,这是发现的第一个高-TC超导体)。但是在1:8的比率下,材料暂时失去了其超导性。

Valla说:“该系统不是超导体,具有与超导系统相似的特性,这一事实并没有帮助解决这个谜团。”但是他随后指出,自发现高-TC超导体以来20年仍然没有那么久。他说:“对于传统的超导体,花了大约50年的时间对这种行为做出了很好的解释。”

Valla的演讲是有关在高-TC超导体研究中使用角度分辨光发射光谱学会议的一部分。它将包括对该技术进步的讨论。他的小组在Brookhaven Lab的首屈一指的研究设施之一的国家同步灯源(National Synchrotron Light Source)使用紫外线的亮光光束来从他们正在研究的样品中散发电子。使用高分辨率光谱仪,科学家测量电子退出晶体的能量和角度,使它们能够在晶体中重建电子状态 - 它们的能级以及它们是否与声子/磁子有任何相互作用。

http://www.bnl.gov

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