Стратегія підвищення світлозалежної надпровідності K₃C₆₀

Надпровідність — це здатність деяких матеріалів проводити постійний електричний струм (постійний струм) майже без опору. Ця властивість дуже затребувана та підходить для різноманітних технологічних застосувань, оскільки вона може покращити продуктивність різних електронних та енергетичних пристроїв.

В останні роки фізики конденсованого середовища та матеріалознавці намагалися визначити стратегії підвищення надпровідності певних матеріалів. Це включає статтю K₃C₆₀органічний надпровідник, переходить у фазу, що характеризується нульовим опором, коли до нього прикладаються світлові імпульси середнього інфрачервоного діапазону.

Дослідники з Інституту структури та динаміки матерії Макса Планка, Університету досліджень Парми та Оксфордського університету визначили стратегію посилення індукованої світлом надпровідності K.₃C₆₀. Ця стратегія, описана в Фізика природиПоки що результати є дуже багатообіцяючими, вони підвищують світлочутливість цього надпровідного матеріалу на два порядки.

«Ми майже десять років досліджували можливість використання світла для посилення надпровідності, починаючи з рівноважного стану при температурі ядра вище Tc», — сказав Phys.org Андреа Кавальєрі, один із дослідників, який проводив дослідження. «Ми показали, що це працює У деяких кобрв Солі переносять певний заряд А в К₃C₆₀“.

«У цій статті ми виявили механізм гена K₃C₆₀ «Оптично індукована надпровідність за допомогою спеціального оптичного джерела, яке є більш регульованим, ніж раніше використовувалося, з частотою до 10 Гц».

Кавальєрі та його дослідницька група досліджували К-надпровідність₃C₆₀ Вже кілька років. У своїх попередніх експериментах вони змогли досягти надпровідної фази цього матеріалу з енергією фотонів збудження від 80 до 165 МеВ (20–40 Гц).

У своєму новому дослідженні вони вирішили дослідити збудження в речовині при низьких енергіях від 24 до 80 МеВ (6-20 Гц), використовуючи стратегію, яка раніше була недоступною. Дослідники досягли цього за допомогою терагерцового джерела, яке генерує імпульси з вузькою смугою пропускання, поєднуючи промені ближнього інфрачервоного сигналу двох різних оптичних параметричних амплітуд із синхронізованим фазовим підстроюванням.

«Фундаментальна фізика ще не ясна, але експеримент націлений на вибрані молекулярні коливання, які приводяться безпосередньо у велике посилення на їхній резонансній частоті», — сказав Кавальєрі. «Викликані вібрації, здається, поєднують електронні стани та сприяють зчепленню та когезії, що призводить до надпровідності. Поточна стаття показує, що цей ефект особливо добре працює на 10 терагерцах, де виявляється специфічна молекулярна вібрація».

Недавня робота Кавальєрі та його співробітників проливає нове світло на потенційні механізми, що лежать в основі фотоіндукованої надпровідності в K₃C₆₀ І, можливо, інші надпровідники. Крім того, він представляє стратегію, яка може допомогти розширити фотоіндуковану надпровідність протягом більш тривалих періодів часу, що може мати цікаві наслідки для розробки квантових технологій на основі світла.

«Ми реалізували стан довготривалої надпровідності 10 наносекунд при кімнатній температурі», — додав Кавальєрі. «В принципі, це можна буде використовувати в майбутніх квантових пристроях, що працюють від світла. Ми хочемо вивчити властивості цього перехідного стану, особливо магнітні властивості, і спробуємо порівняти властивості фотоіндукованої фази з властивостями рівноваги. SC».