Dolar 9,3218
Euro 10,8357
Altın 529,53
BİST 1.418
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 16 °C
Sağanak Yağışlı

Garip Elektron Davranışı Katı Hal Fizikçilerini Şaşırttı

21.09.2021
20
Garip Elektron Davranışı Katı Hal Fizikçilerini Şaşırttı

Bir IBSC malzemesi örneğindeki elektronların düzenini gösteren lazer-PEEM tarafından yakalanan bir görüntü. Bu teknikte, numuneyi iki farklı yönde aydınlatan lazer ışığından görüntüler elde edilir. Doğrusal dikroizm (LD), bu iki aydınlatma yönünden yapılan görüntüler arasındaki farkı ifade eder; bu durumda elektronların dağılımı gibi başka türlü göremediğiniz ayrıntıları görmenizi sağlar. Kredi: © 2021 Shin ve ark.

Elektron Araştırmasında Yeni Dalga

Katı hal fizikçileri için sürpriz bir sonuç, alışılmadık bir elektron davranışına işaret ediyor.

Tokyo Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, demir bazlı süper iletken malzemelerdeki elektronların davranışını incelerken, elektronların düzenleniş şekliyle ilgili garip bir sinyal gözlemlediler. Sinyal, araştırmacıların nematiklik dalgası olarak adlandırdıkları yeni bir elektron dizilimi anlamına geliyor ve bunu daha iyi anlamak için teorik fizikçilerle işbirliği yapmayı umuyorlar. Nematiklik dalgası, araştırmacıların süper iletkenlerde elektronların birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini anlamalarına yardımcı olabilir.

Katı hal fizikçilerinin uzun süredir devam eden bir hayali, süperiletkenlik fenomenini tam olarak anlamaktır – esasen ısı yaratan ve gücü tüketen direnç olmadan elektronik iletim. İnanılmaz derecede verimli veya güçlü cihazlardan oluşan yepyeni bir dünyayı başlatacak ve zaten Japonya’nın deneysel manyetik kaldırma hızlı treninde kullanılıyor. Ancak bu karmaşık konuda keşfedilecek çok şey var ve genellikle beklenmedik sonuçlar ve gözlemlerle araştırmacıları şaşırtıyor.

Tokyo Üniversitesi Katı Hal Fiziği Enstitüsü’nden Profesör Shik Shin ve ekibi, elektronların demir bazlı süper iletken malzemelerde veya IBSC’lerde nasıl davrandığını inceliyor. Bu malzemeler, önemli bir endişe olan diğer bazı süper iletken malzemelerden daha yüksek sıcaklıklarda çalışabilecekleri için çok fazla umut vaat ediyor. Ayrıca daha az egzotik malzeme bileşenleri kullanırlar, bu nedenle çalışmak daha kolay ve daha ucuz olabilir. Bir örneğin süperiletkenlik yeteneğini etkinleştirmek için malzemenin sıfırın altında birkaç yüz dereceye kadar soğutulması gerekir. Ve bu soğuma sürecinde ilginç şeyler oluyor.

Shin, “IBSC’ler belirli bir seviyeye kadar soğudukça, elektronik nematiklik dediğimiz bir durumu ifade ediyorlar” dedi. “Bu, malzemenin kristal kafesinin ve içindeki elektronların, onlara baktığınız açıya bağlı olarak farklı şekilde düzenlendiği, aksi halde anizotropi olarak da bilinir. Elektronların düzenlenme şeklinin, çevreleyen kristal kafesin düzenlenme şekline sıkı bir şekilde bağlanmasını bekliyoruz. Ancak son gözlemimiz çok farklı ve aslında oldukça şaşırtıcı bir şey gösteriyor.”

Lazer-PEEM

Ekibin öncülük ettiği deney düzeneğinin bir diyagramı. Kredi: © 2021 Shin ve ark.

Shin ve ekibi, IBSC numunelerini mikroskobik ölçekte görselleştirmek için lazer-PEEM (fotoemisyon elektron mikroskobu) adlı grupları tarafından geliştirilen özel bir teknik kullandılar. Her birkaç nanometrede bir (metrenin milyarda biri) tekrar eden tanıdık bir desen görmeyi umuyorlardı. Ve kesinlikle kristal kafes bu modeli gösteriyordu. Ancak ekip, elektronların düzeninin bunun yerine birkaç yüz nanometrede bir tekrar ettiğini keşfetti.

Elektron nemalite dalgası ile IBSC’nin kristal yapısı arasındaki bu farklılık beklenmedik bir durumdu, bu nedenle etkileri hala araştırılıyor. Ancak sonuç, süperiletkenlik fenomeni için temel bir şeye ilişkin teorik ve deneysel keşiflere kapı açabilir ve elektronların düşük sıcaklıklarda çiftler oluşturmasının yolu budur. Bu sürecin bilgisi, yüksek sıcaklık süper iletkenliğinin gelişimi için çok önemli olabilir. Bu nedenle, nematiklik dalgaları ilişkiliyse, nasıl olduğunu bilmek önemlidir.

Shin, “Ardından, nematiklik dalgaları anlayışımızı ilerletmek için teorik fizikçilerle birlikte çalışabileceğimizi umuyorum” dedi. “Ayrıca, bakır oksit gibi metal oksitler gibi diğer ilgili malzemeleri incelemek için lazer-PEEM kullanmak istiyoruz. Uygulamaların nerede olduğu her zaman açık olmayabilir, ancak temel fizik problemleri üzerinde çalışmak beni gerçekten büyülüyor.”

Referans: T. Shimojima, Y. Motoyui, T. Taniuchi, C. Bareille, S. Onari, H. Kontani, M. Nakajima, S. Kasahara, T. Shibauchi tarafından “Demir bazlı süper iletkenlerde mezoskopik nematiklik dalgasının keşfi” , Y. Matsuda ve S. Shin, 3 Eylül 2021, Bilim.
DOI: 10.1126/science.abd6701

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.