鎳酸鹽是未來超導技術(shù)一種有希望的材料。維也納工業(yè)大學的科學家們現(xiàn)在已經(jīng)成功地解釋了其電子結(jié)構(gòu)。

即使經(jīng)過30多年的研究，高溫超導性仍然是材料物理學中未解之謎之一。使某些材料即使在相對較高的溫度下仍能無阻力地傳導電流的確切機制仍未被完全理解。

兩年前，人們發(fā)現(xiàn)了一類新的有希望的超導體，即所謂的層狀鎳酸鹽?，F(xiàn)在，維也納大學的一個研究小組通過實驗，首次確定了這些新型超導體的重要參數(shù)。這意味著，人們第一次有了一個理論模型，可以用來理解這些材料中高溫超導的電子機制。

描述此類超導體行為的理論模型已經(jīng)存在。但問題是，要使用這些模型，人們必須知道某些難以確定的材料參數(shù)。

科學家解釋：“電荷轉(zhuǎn)移能量起著關(guān)鍵作用。這個值告訴我們，要把一個電子從一個鎳原子轉(zhuǎn)移到一個氧原子，你必須向系統(tǒng)添加多少能量。不幸的是，這個值不能直接測量，而理論計算又極其復雜和不精確。”

因此，研究小組的成員開發(fā)了一種方法來間接確定這一參數(shù)。當用X射線檢查材料時，其結(jié)果取決于電荷轉(zhuǎn)移能量。他們計算了對這個參數(shù)特別敏感的X射線光譜，并將結(jié)果與不同的X射線光譜方法的測量結(jié)果進行比較。通過這種方式，科學家們確定了適當?shù)臄?shù)值，而這個數(shù)值現(xiàn)在可以用于描述該材料超導性的計算模型中。

有了這個模型，科學家現(xiàn)在可以從根本上解決如何在電子層面上解釋該效應(yīng)的力學問題，如哪些軌道起到了決定性的作用？哪些參數(shù)在細節(jié)上很重要？科學家可以找出進一步改進這種材料的方法，以便生產(chǎn)出新的鎳酸鹽，其超導性甚至可以經(jīng)受更高的溫度。

該研究論文題為"Core-Level X-Ray Spectroscopy of Infinite-Layer Nickelate: LDA+DMFT Study"，已發(fā)表在《物理評論X》期刊上。主要作者為Keisuke Higashi。

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參考資料：https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.11.041009

標簽： 科學家 超導材料