超导体发现来自紊乱

该图像显示Cooper对密度（由蓝点表示）和电荷密度波之间的过渡。Argonne科学家发现，通过引入缺陷，它们可能会破坏电荷密度波并增加超导性。图像：Ellen Weiss / Argonne国家实验室。

有用的混沌 - 引入的疾病提高了超导性。

100多年前发现，超导率继续迷住寻求开发用于高效的能量传输，超快电子设备或用于下一代计算的Quantum的组件的科学家。然而，确定导致物质成为的东西 - 或停止存在 - 超导者仍然是寻找这种特殊类材料的新候选人的核心问题。

在潜在的超导体中，可能有几种方式可以安排自己。其中一些增强了超导效果，而其他人则抑制它。在一项新的研究中，美国能源部的科学家（DOE）argonne国家实验室已经解释了两种这种安排彼此竞争的方式，最终影响材料变为超导的温度。

“从超导体的角度来看，我敌人的敌人真正的是我的朋友，” - 沃朗恩·普通·郭出尊的家伙。

在超导状态下，电子连接在一起进入所谓的Cooper对，其中电子的运动是相关的;在每一刻，参与给定对的电子的速度相反。最终，所有电子的运动都是耦合的 - 没有单个电子可以做其自己的东西 - 这导致电力无损电流：超导性。

通常，对耦合的越强越强，参与的电子数量越大，超导转变温度越高。

潜在的高温超导体的材料不是简单的元素，而是含有许多元素的复杂化合物。事实证明，除了超导性之外，电子可以在低温下表现出不同的性质，包括磁性或充电密度波顺序。在电荷密度波中，电子在材料内形成高浓度的周期性图案。在充电密度波中绑定的电子不参与超导性，并且两个现象竞争。

“如果你删除一些电子来投入电荷密度波，你的超导效果的强度将减少，”研究的相应作者，氩气材料科学家Ulrich Welp说。

Argonne团队的工作基于认识到，通过材料中的缺陷，对电荷密度波顺序和超导性受到不同的影响。通过引入疾病，研究人员抑制了充电密度波，扰乱了周期性充电密度波模式，同时仅对超导性产生了小的影响。这开辟了一种方法来调整竞争电荷密度波序和超导性之间的平衡。

研究人员使用颗粒辐射，以损害电荷密度波状态的这种方式引入损害电荷密度波状态的紊乱。通过用质子束撞击材料，研究人员敲掉了几个原子，改变了整体电子结构，同时保持材料的化学成分完整。

要获得充电密度波的命运的照片，研究人员在Argonne的高级光子源（APS），科学用户设施的DOE办公室以及康奈尔高能量同步源的岩石散射。“X射线散射对于观察材料中的这种电子订单的微妙之处是必不可少的，”阿尔冈医药主义者和研究作者扎根伊斯兰教说。“我们发现，稀释的无序原子浓度真正降低了电荷密度波以增强超导性。”

根据伊斯兰教的说法，尽管散射强度相对较弱的散射强度，所允许对电荷密度波的系统研究允许从小单晶样品进行系统研究，但即将到来的计划升级将提供研究人员，以观察这些现象的最大敏感性。此外，他说，科学家们将受益于在极端环境中研究这些材料，特别是在高磁场下尖端，以倾斜电荷密度波以获得必要的高温超导性的必要洞察力。

在研究中，科学家研究了一种称为镧钡氧化铜（LBCO）的材料。在该材料中，当材料达到某种化学化妆时，超导温度几乎达到绝对零（-273摄氏度）。然而，对于密切相关的组合物，过渡温度仍然相对较高。科学家认为，冷却超导性的这种效果是由于电荷密度波的存在并且抑制电荷密度波可以诱导甚至更高的过渡温度。

通过紊乱，超导效益损害的充电密度波浪，沃基克·郭，古代杰出的研究员和研究作者解释说。“从超导体的角度来看，我敌人的敌人真的是我的朋友，”他说。

一篇基于研究的纸质，“紊乱提高了铜制超导体的临界温度”，在5月13日在美国国家科学院诉讼程序的在线问题出现。

来自argonne的其他合作者包括emaxime leroux，Vivek Mishra，Helmut Claus和Matthew Spylie。其他合作者包括.d。来自Brookhaven National实验室的Gu和John Tranquada，来自西部密歇根大学的Asghar Kayani，来自康奈尔大学的Jacob Ruff，以及来自法国国家科学研究中心的Christine Opagiste和Pierre Rodiere。

该研究的资金由DOE的科学办公室提供。