探究磁翻柱液位計的構成材料分析結構特性
返回列表發布日期：2019-09-30 09:59:48 |
磁翻柱液位計是一類銅氧化物陶瓷，在平坦的方形晶格中共有一個氧和銅原子的基本元素，已被研究出它們在較高溫度下具有超導潛力。
但是，在原始狀態下，它們是一種獨特的絕緣子-一種不易導電的材料-被稱為Mott絕緣子。
通過稱為摻雜的過程向絕緣子添加電荷載流子（電子或“空穴”或缺少電子）后，絕緣子可能會變成容易導電的金屬或會導電的磁翻柱液位計根據環境。但是，由于銅的電子之間的強相互作用，它們既不像普通的金屬，也不像普通的絕緣體。為了防止由于這些相互作用而產生的大量能量消耗，電子將脈沖式地組織成一個集體狀態，其中每個粒子的運動都與所有其他粒子聯系在一起。
超導狀態就是這樣的一個例子，其中電子一起移動并在施加電勢時以零凈摩擦漂移（零電阻狀態，這是定義超導體的特性）。另一個集體電子狀態是“電荷密度波”，該術語起源于電子密度的波狀調制，其中電子“凍結”成靜態和周期性模式，同時阻礙電子流動。由于此狀態與超導狀態相反，因此進行研究和理解至關重要。磁翻柱液位計中的電荷密度波選擇與形成基本晶體結構的氧原子和銅原子的原子行對齊，其中波“峰”基于材料和摻雜水平每3至5個晶胞發生一次。
麻省理工學院的科學家使用一種稱為磁翻柱液位計的方法研究了兩種不同的磁翻柱液位計，氧化銅（Pr 2 CuO 4或PCO）和釹氧化銅（Nd 2）中的電荷密度波，這是一個意外的發現。
CuO 4或NCO）摻雜有其他電子。他們的研究證明了材料進入電子無序或“玻璃狀”排列的一個階段，稱為“維格納玻璃”。該研究的成果最近在《自然物理學》上發表的一篇論文中得到了報道。
在磁翻柱液位計（一種最近開發的衍射技術）中，晶體學是在電子上進行的，而不是像傳統X射線衍射那樣在原子上廣泛地進行。“ 在低摻雜電子濃度的限制下，我們觀察到了一種全新且出乎意料的電子相形式，既不是超流體也不是晶體，而是具有維格納玻璃的特性。在這一階段，電子形成了一個沒有任何取向偏愛的集體狀態。”論文的高級作者，麻省理工學院物理學助理教授里卡多·科姆說。他補充說，這類電子的非晶態玻璃在此類材料中是完全聞所未聞的。
此現象僅在電子摻雜的狹窄窗口中發生。
包括Comin，研究生Kang和博士后Jonathan Pelliciari在內的MIT小組開發了該項目并主持了大部分實驗。來自全球不同機構和設施的科學家的貢獻使他們的研究成為可能。在許多同步加速器設施中進行了磁翻柱液位計測量，包括德國的柏林電子存儲環，加拿大薩斯喀徹溫省薩斯卡通的加拿大光源以及加利福尼亞州伯克利的高級光源。氧化銅薄膜樣品在日本NTT基礎研究實驗室生長。理論分析是由印度印度科學研究所的科學家設計的。
根據Comin的觀點，提出的理論解釋了電子能帶結構在調節周期性間距和密度波作為該材料摻雜水平的函數而缺乏取向波方面的作用。
“我完全被Riccardo在NCO和PCO方面的研究成果所震撼，”伊利諾伊大學厄本那-香檳分校的?？怂辜彝スこ探淌赑eter Abbamonte說，他創造了共振軟X射線散射技術。十多年來，由于觀察到磁翻柱液位計中的電荷密度波（CDW）階數一直是該領域的核心，因此沒有參加這項研究的Abbamonte解釋說，人們早先認為CDW階數與晶體有關晶格，表明電荷密度波必須指向兩個垂直方向之一，而不能指向兩個垂直方向之一。他指出，這種傳統觀點取決于20年的共振散射和掃描隧道顯微鏡實驗，這些實驗始終表明情況確實如此。
Comin對這些特定的電子摻雜磁翻柱液位計的研究表明，在玻璃相中，電荷順序可以指向任何方向，而與它所存在的晶格無關。
“社區將需要一些時間來完全消化這種認識及其對理解CDW訂單相關性的意義，” Abbamonte補充說。“很明顯，里卡多的論文將導致對游戲規則的認真重新考慮，從這個意義上說，這是該領域的一項重大進步。”
超導體在諸如磁傳感和醫學診斷成像，量子計算，等離子和核聚變發電技術以及無損能量傳輸等變革性應用中具有巨大的，尚未開發的潛力。
但是，在原始狀態下，它們是一種獨特的絕緣子-一種不易導電的材料-被稱為Mott絕緣子。
通過稱為摻雜的過程向絕緣子添加電荷載流子（電子或“空穴”或缺少電子）后，絕緣子可能會變成容易導電的金屬或會導電的磁翻柱液位計根據環境。但是，由于銅的電子之間的強相互作用，它們既不像普通的金屬，也不像普通的絕緣體。為了防止由于這些相互作用而產生的大量能量消耗，電子將脈沖式地組織成一個集體狀態，其中每個粒子的運動都與所有其他粒子聯系在一起。
超導狀態就是這樣的一個例子，其中電子一起移動并在施加電勢時以零凈摩擦漂移（零電阻狀態，這是定義超導體的特性）。另一個集體電子狀態是“電荷密度波”，該術語起源于電子密度的波狀調制，其中電子“凍結”成靜態和周期性模式，同時阻礙電子流動。由于此狀態與超導狀態相反，因此進行研究和理解至關重要。磁翻柱液位計中的電荷密度波選擇與形成基本晶體結構的氧原子和銅原子的原子行對齊，其中波“峰”基于材料和摻雜水平每3至5個晶胞發生一次。
麻省理工學院的科學家使用一種稱為磁翻柱液位計的方法研究了兩種不同的磁翻柱液位計，氧化銅（Pr 2 CuO 4或PCO）和釹氧化銅（Nd 2）中的電荷密度波，這是一個意外的發現。
CuO 4或NCO）摻雜有其他電子。他們的研究證明了材料進入電子無序或“玻璃狀”排列的一個階段，稱為“維格納玻璃”。該研究的成果最近在《自然物理學》上發表的一篇論文中得到了報道。
在磁翻柱液位計（一種最近開發的衍射技術）中，晶體學是在電子上進行的，而不是像傳統X射線衍射那樣在原子上廣泛地進行。“ 在低摻雜電子濃度的限制下，我們觀察到了一種全新且出乎意料的電子相形式，既不是超流體也不是晶體，而是具有維格納玻璃的特性。在這一階段，電子形成了一個沒有任何取向偏愛的集體狀態。”論文的高級作者，麻省理工學院物理學助理教授里卡多·科姆說。他補充說，這類電子的非晶態玻璃在此類材料中是完全聞所未聞的。
此現象僅在電子摻雜的狹窄窗口中發生。
包括Comin，研究生Kang和博士后Jonathan Pelliciari在內的MIT小組開發了該項目并主持了大部分實驗。來自全球不同機構和設施的科學家的貢獻使他們的研究成為可能。在許多同步加速器設施中進行了磁翻柱液位計測量，包括德國的柏林電子存儲環，加拿大薩斯喀徹溫省薩斯卡通的加拿大光源以及加利福尼亞州伯克利的高級光源。氧化銅薄膜樣品在日本NTT基礎研究實驗室生長。理論分析是由印度印度科學研究所的科學家設計的。
根據Comin的觀點，提出的理論解釋了電子能帶結構在調節周期性間距和密度波作為該材料摻雜水平的函數而缺乏取向波方面的作用。
“我完全被Riccardo在NCO和PCO方面的研究成果所震撼，”伊利諾伊大學厄本那-香檳分校的?？怂辜彝スこ探淌赑eter Abbamonte說，他創造了共振軟X射線散射技術。十多年來，由于觀察到磁翻柱液位計中的電荷密度波（CDW）階數一直是該領域的核心，因此沒有參加這項研究的Abbamonte解釋說，人們早先認為CDW階數與晶體有關晶格，表明電荷密度波必須指向兩個垂直方向之一，而不能指向兩個垂直方向之一。他指出，這種傳統觀點取決于20年的共振散射和掃描隧道顯微鏡實驗，這些實驗始終表明情況確實如此。
Comin對這些特定的電子摻雜磁翻柱液位計的研究表明，在玻璃相中，電荷順序可以指向任何方向，而與它所存在的晶格無關。
“社區將需要一些時間來完全消化這種認識及其對理解CDW訂單相關性的意義，” Abbamonte補充說。“很明顯，里卡多的論文將導致對游戲規則的認真重新考慮，從這個意義上說，這是該領域的一項重大進步。”
超導體在諸如磁傳感和醫學診斷成像，量子計算，等離子和核聚變發電技術以及無損能量傳輸等變革性應用中具有巨大的，尚未開發的潛力。