یک ماده ابررسانا با ویژگی‌های غیر متعارف ساخته شد

به گزارش ایسنا، پژوهشگران «دانشگاه متروپولیتن توکیو»(TMU) با ترکیب آهن، نیکل و زیرکونیوم، یک زیرکونید فلزی جدید را با نسبت‌های متفاوت آهن به نیکل ایجاد کردند.

به نقل از میراژ نیوز، اگرچه زیرکونید آهن و زیرکونید نیکل ابررسانا نیستند، اما مخلوط‌های تازه تهیه‌شده، یک نمودار فازی گنبدشکل را نشان می‌دهند که نمونه‌ای از ابررساناهای نامتعارف است و می‌تواند یک راه امیدوارکننده برای توسعه مواد ابررسانا با دمای بالا باشد که به ‌طور گسترده‌تر در دسترس قرار بگیرند.

ابررساناها در حال حاضر یک نقش فعال را در فناوری‌های پیشرفته، از آهن‌رباهای ابررسانا در دستگاه‌های پزشکی و قطارهای مغناطیسی گرفته تا کابل‌های ابررسانا برای انتقال نیرو بر عهده دارند. با وجود این، آنها به طور کلی بر خنک‌سازی تا دمای حدود چهار کلوین تکیه می‌کنند که یک مانع کلیدی در گسترش بیشتر این فناوری است. دانشمندان به دنبال موادی هستند که بتوانند مقاومت صفر را در دماهای بالاتر، به ویژه آستانه ۷۷ کلوین نشان دهند که در آن می‌توان از نیتروژن مایع به جای هلیوم مایع برای خنک کردن مواد استفاده کرد.

خبر خوب این است که گزینه‌های امیدوارکننده‌ای مانند ابررساناهای مبتنی بر آهن ظهور کرده‌اند و مشخص شده ابررسانایی در دمای بالا ممکن است از یک مکانیسم متفاوت با ابررساناهای معمولی پیروی کند که تابع چارچوب‌های تئوری کاملا تثبیت‌شده هستند. مواد دارای عناصر مغناطیسی یا موادی که نظم مغناطیسی را نشان می‌دهند، برای ظهور ابررسانایی نامتعارف مهم هستند.

اکنون پژوهشگران دانشگاه متروپولیتن توکیو، یک ماده ابررسانای جدید را ابداع کرده‌اند که حاوی عنصر مغناطیسی است. آنها برای اولین بار نشان داده‌اند که آلیاژ پلی‌کریستالی آهن، نیکل و زیرکونیوم خاصیت ابررسانایی از خود نشان می‌دهد. جالب اینجاست که هم زیرکونید آهن و هم زیرکونید نیکل به شکل کریستالی ابررسانا نیستند.

پژوهشگران در آزمایش‌هایی که به ‌عنوان یک پروژه دانشجویی در مقطع کارشناسی آغاز شد، آهن، نیکل و زیرکونیوم را در نسبت‌های متفاوت ترکیب کردند و توانستند تأیید کنند که آلیاژ به‌دست‌آمده دارای ساختار بلوری مشابه زیرکونیدهای فلزات واسطه است. مهم‌تر از همه این که آنها منطقه‌ای از ترکیبات را پیدا کردند که در آن دمای انتقال ابررسانا افزایش یافت و سپس دوباره کاهش پیدا کرد. شکل گنبدمانند، نشانه امیدوارکننده‌ای از ابررسانایی غیر متعارف است.

آزمایش‌های بیشتر تأیید کردند که مغناطش یا قطبی‌سازی مغناطیسی زیرکونید نیکل، یک ناهنجاری را مانند انتقال مغناطیسی نشان می‌دهد که نشان‌دهنده رابطه نزدیک بین یافته‌های آنها و ابررسانایی نامتعارف ناشی از نظم مغناطیسی پیشنهادشده در مواد دیگر است.

پژوهشگران امیدوارند که پلتفرم جدید آنها برای مطالعه ابررسانایی غیر متعارف، الهام‌بخش رسیدن به درک جدیدی از مکانیسم آن و طراحی عملی مواد پیشرفته برای نسل بعدی دستگاه‌های ابررسانا باشد.

این پژوهش در «Journal of Alloys and Compounds» به چاپ رسید.

انتهای پیام