{"id":27921,"date":"2012-06-08T08:47:34","date_gmt":"2012-06-08T05:47:34","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=27921"},"modified":"2013-11-17T21:52:18","modified_gmt":"2013-11-17T18:52:18","slug":"avastati-kortemperatuurse-ulijuhtivuse-fuusikalisi-tagamaid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=27921","title":{"rendered":"Avastati k\u00f5rgtemperatuurse \u00fclijuhtivuse f\u00fc\u00fcsikalisi tagamaid"},"content":{"rendered":"

Teadlased selgitasid, et k\u00f5rgtemperatuurne \u00fclijuhtivus algab materjali ulatuses hajutatud nanolaikudena, mis levides kogu materjali \u00fclijuhiks muudavad.<\/strong><\/p>\n

<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Skanneeriva tunnelmikroskoobi kujutis osaliselt dopeeritud kupraat-\u00fclijuhist. Pildil on n\u00e4ha elektroonse pseudopotentsiaali piirkondi (\u00fcmardatud ristk\u00fclikud). Dopeerrimise j\u00e4tkumisel piirkonnad kasvavad ning katavad l\u00f5puks kogu materjali, p\u00f5hjustades \u00fclijuhtiva oleku.<\/p><\/div>\n

Cornelli \u00dclikooli ja Tokyo \u00dclikooli teadlaste avastus v\u00f5imaldab paremini m\u00f5ista keerulist pseudopotentsiaali tekkimise n\u00e4htust k\u00f5rgtemperatuursetes \u00fclijuhtides. Tegemist v\u00f5ib olla olulise sammuga edasi k\u00f5rgtemperatuursete \u00fclijuhtide arengus.<\/p>\n

Cornelli \u00dclikooli teadlaste J.C. S\u00e9amus Davise, loodusteaduste professori J.G. White’i ja Tokyo \u00dclikooli f\u00fc\u00fcsikaprofessori Hidenori Takagi juhtimisel j\u00e4lgiti esimest korda skanneeriva tunnelmikroskoobi abil keemiliselt modifitseeritavas alusmaterjalis \u00fclijuhtiva oleku tekkimist. Skanneerivad tunnelmikroskoobid on nii t\u00e4psed, et suudavad j\u00e4lgida aatomituumi \u00fcmbritsevate elektronide kvantolekuid. Leiti, et v\u00f5\u00f5raatomite lisamisel (dopeerimisel) tekkisid alusmaterjalis paralleelprotsessina v\u00e4ikesed \u00fcle materjali hajutatud \u00fclijuhtivad piirkonnad, osad neist vaid m\u00f5ne aatomi laiused. Laigud kasvasid puutumiseni ning katsid l\u00f5puks kogu materjali, p\u00f5hjustades selle \u00fclijuhtivuse.<\/p>\n

“Teoreetikud on meie j\u00e4lgitud protsessi ennustanud, ent seni pole selle kohta otseseid t\u00f5endeid leitud,” \u00fctles Davis. Teadust\u00f6\u00f6 avaldati 20. mail teadusajakirjas Nature Physics<\/em>.<\/p>\n

\u00dclijuhtivus k\u00e4tkeb muuhulgas elektrivoolu takisutseta kulgemist. N\u00e4htus avastati esmalt pea absoluutse nulltemperatuurini (0 K) jahutatud metallides.\u00a0Uus dopeeritud vaseoksiididel p\u00f5hinev kupraatide materjaliklass muutub aga \u00fclijuhtivaks juba 150,15 K juures.<\/p>\n

K\u00f5rgtemperatuursete \u00fclijuhtide kaudsed vaatlused, ka skanneeriva tunnelmikroskoobiga, on n\u00e4idanud \u00fclijuhtivale olekule omaste elektronolekute puudumise kohtades energeetilise potentsiaalibarj\u00e4\u00e4ri tekkimist (energy gap<\/em>). Teooria kohaselt tekib t\u00fchimik elektronide Cooperi paaride moodustumisel. Arvatakse, et Cooperi elektronpaarid suudavad \u00fclijuhtivamaterjali struktuuri takistuseta l\u00e4bida. On j\u00e4\u00e4nud m\u00f5istmata asjaolu, et osades materjalides ilmneb potentsiaal, ent ilma \u00fclijuhtiva olekuta. Sellist n\u00e4htust nimetatakse pseudopotentsiaaliks (pseudogap<\/em>). Pseudopotentsiaal ilmneb k\u00f5rgemal temperatuuril kui mistahes \u00fclijuhtivus, viidates toatemperatuursete \u00fclijuhtide v\u00f5imalikkusele.<\/p>\n

T\u00f6\u00f6 autorid uurisid naatriumiga dopeeritud kaltsiumkupraati. Oksiidi katset\u00fckkide naatriumisisaldust suurendati j\u00e4rk-j\u00e4rgult. Naatrium asendab kristallv\u00f5res kaltsiumi aatomeid, p\u00f5hjustades seel\u00e4bi kristall- ja elektronstruktuuri muutusi, mida senini eriti ei m\u00f5isteta. Kaltsiumkupraat valiti eelk\u00f5ige h\u00f5lpsalt muudetava keemilise koostise t\u00f5ttu, kommenteeris Davis. Ta lisas, et pseudo- ja \u00fclijuhtiva oleku tekkimine on v\u00e4ga kiire, mis teeb protsessi raskesti vaadeldavaks.<\/p>\n

M\u00f5\u00f5dukal dopeerimisel avastati v\u00e4ikesed hajutatud paiknemisega pseudopotentsiaali signatuuriga piirkonnad. Lisaks t\u00e4heldati nende piirkondade kristallstruktuuris vase ja hapniku aatomite elektronide struktuuris \u00fcles-alla ning paremalt-vasakule sihtides (!? spinn?) rikutud s\u00fcmmeetriat. Davis ja kolleegid avastasid murtud s\u00fcmmeetriat ka varasemates sama \u00fclijuhiga l\u00e4bi viidud m\u00f5\u00f5tmistes.<\/p>\n

Dopeerituse kasvades laienesid ka nimetatud piirkonnad, kuni terve materjali ulatuses kokku puutusid ja selle \u00fclijuhiks muutsid. Arvatakse, et pseudopotentsiaaliga piirkonnad tekivad dopeeritud aatomite l\u00e4heduses, ent Davise s\u00f5nul seda tema uurimuses ei t\u00e4heldatud.<\/p>\n

Varem arvati, et pseudopotentsiaali faas konkureerib kupraatides \u00fclijuhtiva faasiga. Lisaks arvati, et pseudopotentsiaali kadumine oli \u00fclijuhtiva oleku tekketingimus. Uus teadust\u00f6\u00f6 n\u00e4itab aga, et tegemist on hoopis \u00fclijuhtivust soosiva faasiga.<\/p>\n

Allikas: phys.org<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Teadlased selgitasid, et k\u00f5rgtemperatuurne \u00fclijuhtivus algab materjali ulatuses hajutatud nanolaikudena, mis levides kogu materjali \u00fclijuhiks muudavad. Cornelli \u00dclikooli ja Tokyo \u00dclikooli teadlaste avastus v\u00f5imaldab paremini m\u00f5ista keerulist pseudopotentsiaali tekkimise n\u00e4htust k\u00f5rgtemperatuursetes \u00fclijuhtides. Tegemist v\u00f5ib olla olulise sammuga edasi k\u00f5rgtemperatuursete \u00fclijuhtide arengus. Cornelli \u00dclikooli teadlaste J.C. S\u00e9amus Davise, loodusteaduste professori J.G. White’i ja Tokyo \u00dclikooli f\u00fc\u00fcsikaprofessori […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":27922,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[157],"class_list":{"0":"post-27921","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-ulijuhid","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27921","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=27921"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27921\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/27922"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=27921"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=27921"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=27921"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}