Стратегия повышения светозависимой сверхпроводимости K₃C₆₀.

Сверхпроводимость — это способность некоторых материалов проводить постоянный электрический ток (DC) практически без сопротивления. Это свойство пользуется большим спросом и подходит для различных технологических применений, поскольку может повысить производительность различных электронных и силовых устройств.

В последние годы физики конденсированного состояния и ученые-материаловеды попытались определить стратегии повышения сверхпроводимости некоторых материалов. Это включает в себя статью К₃С₆₀Было обнаружено, что органический сверхпроводник переходит в фазу, характеризующуюся нулевым сопротивлением, когда к нему прикладывают световые импульсы среднего инфракрасного диапазона.

Исследователи из Института структуры и динамики материи Макса Планка, Пармского университета и Оксфордского университета определили стратегию повышения светоиндуцированной сверхпроводимости К.₃С₆₀. Эта стратегия, описанная в Физика природыПока что результаты очень многообещающие: фоточувствительность этого сверхпроводящего материала увеличивается на два порядка.

«В течение почти десяти лет мы изучаем возможность использования света для повышения сверхпроводимости, начиная с равновесного состояния при температуре ядра выше Tc», — рассказал Phys.org Андреа Кавальери, один из исследователей, проводивших исследование. «Мы показали, что это работает У некоторых кобрв Соли переносят определенный заряд И в К.₃С₆₀«.

«В этой статье мы обнаружили механизм, лежащий в основе гена K.₃С₆₀ «Оптически индуцированная сверхпроводимость с использованием специального оптического источника, более перестраиваемого, чем используемый ранее, с частотой до 10 Гц».

Кавальери и его исследовательская группа изучали K-сверхпроводимость.₃С₆₀ Вот уже несколько лет. В своих предыдущих экспериментах им удалось достичь сверхпроводящей фазы этого материала с энергией фотонов возбуждения от 80 до 165 МэВ (20–40 Гц).

В своем новом исследовании они намеревались изучить возбуждение в материи при низких энергиях от 24 до 80 МэВ (6–20 Гц), используя стратегию, которая ранее была недоступна. Исследователи достигли этого с помощью терагерцового источника, который генерирует узкополосные импульсы путем объединения ближних инфракрасных лучей сигналов двух разных оптических параметрических амплитуд с синхронизацией по фазе.

«Фундаментальная физика еще не ясна, но эксперимент нацелен на избранные молекулярные колебания, которые непосредственно подвергаются большому усилению на их резонансной частоте», — сказал Кавальери. «Вибрации, по-видимому, связывают электронные состояния и способствуют взаимодействию и сплочению, что приводит к сверхпроводимости. Текущая статья показывает, что этот эффект особенно хорошо работает на частоте 10 терагерц, где обнаруживается специфическая молекулярная вибрация».

Недавняя работа Кавальери и его сотрудников проливает новый свет на потенциальные механизмы, лежащие в основе фотоиндуцированной сверхпроводимости в K₃С₆₀ И, возможно, другие сверхпроводники. Кроме того, в нем представлена ​​стратегия, которая может помочь продлить фотоиндуцированную сверхпроводимость на более длительные периоды времени, что может иметь интересные последствия для развития квантовых технологий на основе света.

«Мы реализовали состояние длительной сверхпроводимости в 10 наносекунд при комнатной температуре», — добавил Кавальери. «В принципе, это можно было бы использовать в будущих квантовых устройствах, работающих на свету. Мы хотим изучить свойства этого переходного состояния, особенно магнитные свойства, и попытаемся сравнить свойства фотоиндуцированной фазы с равновесными свойствами. SC».