对超导性所需的条件越来越大

在高温超导体内部看：斯图加特的Max Planck科学家使用了共振X射线散射，以显示铜替代超导体内的电荷密度波的存在。蓝色波浪线表示事件和发出的辐射。坐标系统示出了辐射相对于晶体轴A，B和C的取向。 MPI用于固态研究

两项新出版的研究改善了科学家的理解超导性，以及如何在现实温度下实现。

即使物理学也可以为节能指针发出指针。国际团队与Quantum材料中心一起工作，由Max Planck协会与不列颠哥伦比亚省大学（加拿大）一起运行，现在可以提供高温超导体的发展提示的材料科学家，在出价让他们赚取他们的名字。该术语目前用于描述包括陶瓷铜酸盐的材料，其在比传统超导体的温度明显更高的温度下损失其电阻，但仍远低于水的冻结点。在两个补充研究中，由于电荷密度波的形成，物理学家现在已经确定了铜酸盐中的超导折叠以最大值的135摄氏度。这些定期波动在电荷的分布中破坏了超导性。因此，为了找到在现实温度下降至零电阻的超导体，材料科学家必须搜索不受电荷密度波的物质。

电网近两分由发电站产生的电能丢失。仅在德国，这相当于中型煤电厂提供的电力。这些损失可能会在未来增加，随着来自大型海上风电场的电力被运送到内陆南部。即使在夏季温度下，超导者如果能够在没有损失或泄漏的情况下为消费者提供电力，可以提供补救措施。然而，为了系统地搜索这些材料，物理学家必须首先在第一步获得当今最好的超导体为什么丢失阻力的准确图片，以及如何提高这种情况的温度 - 拼图研究人员一直在努力大约30年。一点一点，一张图片开始出现。国际团队的两项研究涉及Max Planck固体国家研究所，以及普林斯顿和不列颠哥伦比亚省的大学以及赫尔莫霍尔特鲁姆柏林，现在为难题贡献了几件。

“我们发现了高于铜替铜的充电密度波，在伯恩·克塞默说，他们成为超导的温度。“像超导性一样，这些是由电子之间的强相互作用引起的。”Max Planck固态研究所斯图加特稳健国家研究所的董事直接参与了两项研究之一，并以另一个研究咨询能力。

各国的竞争由头发的宽度决定

物理学家已知多年来，如果电子之间存在强烈的相互作用，则只能在第一位置出现超导性。事实是，力 - 目前的研究假定是磁力 - 将电子粘合在一起以形成Cooper对，并通过晶格未经检查来形成Cooper对。研究人员也已知多年来，强的相互作用可以诱导其他电子现象，例如磁性或甚至充电密度波，这与超导性完全不相容。

“这些不同的州在材料中互相竞争”，解释了凯莫尔。“这是一个胜利的人经常被一个头发的宽度决定。”这意味着材料是超导还是不依赖于其基本组成及其结构的非常高度，而机会也进入该行为。尽管如此，目前的研究仍在为科学家提供更多的感觉，以何时和在何时发生超导发生的情况。“我们越来越接近预测这种状态和开发材料即使在高温下也是超导体的目标”，物理学家说。

国际团队现在正在促进与含有铜氧化物和铋的特征成分的两种材料的实验更好地了解超导，并且根据它们含有的不同元素的不同比例命名为BI2201和BI2212。科学家使用不同的方法研究了每种材料的单个样品。基于斯图加特的MAX Planck研究人员与来自赫尔默尔斯塔斯鲁姆柏林的工作组相结合，使用BESSY，Helmholtz同步旋转的谐振X射线散射筛选了两种材料。这些实验揭示了材料内部的电荷分布的细节。其中一个参与科学家随后向普林斯顿大学旅行，在案件中携带密封材料。在那里，项目合作伙伴用光栅隧道显微镜扫描样品，记录表面的电荷分布。不列颠哥伦比亚省大学的物理学家也使用角度分辨的光曝光光谱检查了BI2201样品，其揭示了材料表面的电子结构的进一步细节。

所有铜制超导体中发生电荷密度波

使用补充考试，科学家们证明了两种样品，即在不同的铋铜酸盐中发生电荷波，并且它们在整个材料中发生并且不仅在表面上发生。“由于我们已经检测到另一个铜制超导体中的电荷密度波，我们可以假设它们发生在所有铜制超导体中并摧毁超导性”，肯定伯恩·克塞勒。

这两项研究中的一项引领科学家们完成了高温超导性拼图的不同部分，使它们能够在这些材料的带结构中解释异常。频带结构是材料的电子行为的一种主计划，可以读取以确定材料是金属导体，绝缘体还是半导体。它反映了电子是否牢固束缚，无论它们是否可以通过材料自由移动，或者它们是否需要能量提升以越过带隙以便自由移动。

目标：精确控制强大的电子力量

超导体的带结构包含假体，所以称为，因为与绝缘体中的间隙不同，这些间隙是不完整的，并且在某些速度下甚至不存在电子。然而，对于许多电子，伪影像意味着带电粒子不能再通过材料阻尼而移动。“我们现在发现了伪影像的原因位于电荷密度波浪”，伯恩·克尼默解释说。这很容易理解，因为当电子采取固定的顺序时，它们会失去流动性。“如此最终，伪影片也可以追溯到电子之间的强烈相互作用”，添加keimer。

因此，在未来，努力将重点放在精确控制电子之间强的相互作用。只有这将使物理学家和材料科学家能够以这种方式通过这种方式引导力，即即使在环境温度下也不会产生电铜对并且不会产生电荷密度波。“如果我们能够管理，我们将对未来的电力供给”伯纳哈德·克默默表示重要贡献“。

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研究报告的PDF副本：

图像：MPI用于固态研究