ملخصات الأبحاث

خرق عفوي للتناظر الدوراني في الموصلات الفائقة

.J. Wu et al
  • Published online:

حظي ظهور الموصلية الفائقة عند درجة حرارة مرتفعة في أكسيدات النحاس، وكذلك طبيعة الحالة "القياسية" فوق درجة الحرارة الحرجة، بنقاش واسع النطاق. في أكسيدات النحاس المُشابَة بدرجة أقل من اللازم، تتضمن هذه الحالة القياسية فجوةً زائفة، إلى جانب سمات أخرى شاذة، أما في المواد المُشابَة أكثر من اللازم، فيفشل توصيف باردين-كوبر-شريفر المعياري، ما يشكل تحديًا للفكرة القائلة إن الحالة القياسية هي عبارة عن سائل "فيرمي" بسيط. وللبحث في تلك التساؤلات، عمل الباحثون على دراسة سلوك أغشية من نوع La2–xSrxCuO4 أحادية البلورة، يمر من خلالها تيار كهربائي. أشار الباحثون إلى تطور جهد كهربائي عفوي عبر العينة، بشكل عرضي (عمودي) بالنسبة للتيار الكهربائي. وتُبيِّن اعتماديةُ هذا الجهد الكهربائي على تيار المسبار، ودرجة الحرارة، ووضع الجهاز في المستوى نفسه، والإشابة، أن هذا السلوك داخليُّ المنشأ، وجوهري، ومستمر بقوة، وهو حاضر عبر نطاق واسع من درجات الحرارة والإشابة. وإذا ما تمت إدارة اتجاه التيار في نفس المستوى لكن بزاوية φ، يتذبذب الجهد الكهربائي العرضي بزاوية sin(2φ)، كاسرًا التناظر الدوراني رباعي الطي الخاص بالبلورة. وتبلغ مستويات التذبذبات ذروتها بالقرب من درجة الحرارة الحرجة الخاصة بالموصلية الفائقة، وتتناقص مع زيادة الإشابة. كما اكتشف الباحثون أن تلك الظواهر تُعَدُّ تجلياتٍ للتبايُن غير المتوقَّع للخواص باختلاف المحور، في المستوى نفسه، في الانتقال الإلكتروني. أما الأغشية فهي رقيقة للغاية، ومقيدة لتنمو على طبقة شفافة بشكل رباعي الأضلاع (أي ذي تماثل رباعي الطي)، ولذلك يتوقع المرء قدرًا ثابتًا من المقاومة، وجهدًا كهربائيًّا عرضيًّا منعدمًا يساوي صفر، لكل φ. وتعود نشأة تبايُن الخواص هذا إلى أسباب إلكترونية خالصة - ما يُدعى الخيطية الإلكترونية. وعلى غير العادة، لا يتحاذى الموجه الخيطي مع محاور البلورات، ما لم يتم فرض تشوُّه جوهري مُعيَّني متعامد المحاور. وقد لا يكون من قبيل المصادفة حدوث تبايُن الخواص هذا بإحدى المواد التي تُظهِر موصلية فائقة عند درجة حرارة مرتفعة.