此圖顯示了構(gòu)成氧化銅超導(dǎo)體晶格的原子(藍(lán)色球體)的位置，疊加在處于電荷有序狀態(tài)的電子電荷分布圖(黃色是高電荷密度，暗點(diǎn)是低)上。通常，原子可以左右振動(dòng)(陰影表示振動(dòng)時(shí)的平均位置)。但當(dāng)冷卻到出現(xiàn)階梯狀電荷密度波的點(diǎn)時(shí)，原子位置沿著“梯級(jí)”移動(dòng)，振動(dòng)停止，將原子鎖定在適當(dāng)?shù)奈恢?。了解這些電荷有序狀態(tài)可能有助于科學(xué)家解開(kāi)在較低溫度下觸發(fā)超導(dǎo)性的其他相互作用。圖片來(lái)源：布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室
精密測(cè)量揭示了超導(dǎo)氧化銅材料電荷有序狀態(tài)下電子密度與原子排列之間的聯(lián)系。
布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)現(xiàn)，某些原子振動(dòng)的消失與超導(dǎo)氧化銅材料中“電荷密度波”的出現(xiàn)之間存在直接聯(lián)系。這一發(fā)現(xiàn)是通過(guò)精密測(cè)量實(shí)現(xiàn)的，揭示了原子結(jié)構(gòu)和電荷分布之間的重要關(guān)系，促進(jìn)了我們對(duì)超導(dǎo)性的理解。
是什么讓一些材料可以無(wú)電阻地承載電流?科學(xué)家們正試圖闡明這些復(fù)雜的特征。利用這種被稱為超導(dǎo)性的特性，可能會(huì)導(dǎo)致完美高效的電力線、超快計(jì)算機(jī)和一系列節(jié)能進(jìn)步。在這些材料不具有超導(dǎo)性時(shí)了解它們是探索這種潛力的關(guān)鍵部分。
“要解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要了解這些材料的許多相，”美國(guó)能源部布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室凝聚態(tài)物理與材料科學(xué)部的物理學(xué)家 Kazuhiro Fujita說(shuō)。在 5 月 17 日發(fā)表在Physical Review X上的一項(xiàng)新研究中，F(xiàn)ujita 和他的同事試圖找到一種解釋，解釋在與氧化銅超導(dǎo)體的超導(dǎo)相共存的相中觀察到的異?，F(xiàn)象。
這種異常是構(gòu)成材料晶格的原子的振動(dòng)能量神秘消失。“X 射線顯示原子以特定方式振動(dòng)，”藤田說(shuō)。但隨著材料冷卻，X 射線研究表明，一種振動(dòng)模式停止了。
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