Strategie pro zvýšení supravodivosti K3C60 závislé na světle

Supravodivost je schopnost některých materiálů vést stejnosměrný elektrický proud (DC) téměř bez odporu. Tato vlastnost je velmi žádaná a vhodná pro různé technologické aplikace, protože může zvýšit výkon různých elektronických a energetických zařízení.

V posledních letech se fyzici kondenzované hmoty a vědci v oblasti materiálů pokoušeli identifikovat strategie ke zvýšení supravodivosti určitých materiálů. To zahrnuje článek K₃C₆₀Bylo zjištěno, že organický supravodič vstupuje do fáze charakterizované nulovým odporem, když jsou na něj aplikovány pulzy středního infračerveného světla.

Výzkumníci z Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter, University of Parma Studies a University of Oxford identifikovali strategii ke zvýšení světlem indukované supravodivosti K.₃C₆₀. Tato strategie, popsaná v Fyzika přírodyVýsledky jsou zatím velmi slibné, zvyšují fotosenzitivitu tohoto supravodivého materiálu o dva řády.

„Už téměř deset let zkoumáme možnost využití světla ke zvýšení supravodivosti počínaje rovnovážným stavem při teplotě jádra nad Tc,“ řekl Phys.org Andrea Cavalieri, jeden z výzkumníků, kteří studii provedli. „Ukázali jsme, že to funguje.“ U některých koberv Soli transportují určitý náboj A v K₃C₆₀„.

„V tomto článku jsme objevili mechanismus za genem K₃C₆₀ „Opticky indukovaná supravodivost pomocí speciálního optického zdroje, který je lépe laditelný než ten dříve používaný, s frekvencí až 10 Hz.“

Cavalieri a jeho výzkumný tým zkoumali K supravodivost₃C₆₀ Už pár let. Ve svých předchozích experimentech byli schopni dosáhnout supravodivé fáze tohoto materiálu s excitačními fotonovými energiemi mezi 80 a 165 MeV (20–40 Hz).

Ve své nové studii se rozhodli prozkoumat excitaci v hmotě při nízkých energiích mezi 24 a 80 MeV (6-20 Hz) pomocí strategie, která byla dříve nedostupná. Vědci toho dosáhli pomocí terahertzového zdroje, který generuje pulzy s úzkou šířkou pásma kombinací paprsků blízkého infračerveného signálu dvou různých fázově uzamčených optických parametrických amplitud.

„Základní fyzika ještě není jasná, ale experiment se zaměřuje na vybrané molekulární vibrace, které jsou poháněny přímo do velkého zesílení na jejich rezonanční frekvenci,“ řekl Cavalieri. „Zdá se, že řízené vibrace spojují elektronické stavy a podporují vazbu a soudržnost, která vede k supravodivosti. Současný článek ukazuje, že tento efekt funguje zvláště dobře při 10 terahertzech, kde se nachází specifické molekulární vibrace.“

Nedávná práce Cavalieriho a jeho spolupracovníků vrhá nové světlo na potenciální mechanismy podporující fotoindukovanou supravodivost v K₃C₆₀ A možná i další supravodiče. Kromě toho představuje strategii, která by mohla pomoci rozšířit fotoindukovanou supravodivost na delší časová období, což by mohlo mít zajímavé důsledky pro vývoj kvantových technologií založených na světle.

„Uvědomili jsme si stav dlouhodobé supravodivosti 10 nanosekund při pokojové teplotě,“ dodal Cavalieri. „V principu by to mohlo být použito v budoucích kvantových zařízeních poháněných světlem. Chceme studovat vlastnosti tohoto přechodného stavu, zejména magnetické vlastnosti a pokusíme se porovnat vlastnosti fotoindukované fáze s rovnovážnými vlastnostmi. SC.“