Αποκαλύφθηκε ένα νέο είδος υπεραγωγού

Από την ιστοσελίδα του PhysicsWeb, 16 Δεκεμβρίου 2003

Φυσικοί στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο έχουν ανακαλύψει έναν νέο υπεραγωγό κατασκευασμένο από κάλιο, όσμιο και οξυγόνο. Το υλικό αυτό - KOs₂O₆  - έχει μια υπεραγωγική θερμοκρασία μετάβασης στους 9.6 Κelvin, ενώ παραμένει ένας υπεραγωγός σε υψηλά μαγνητικά πεδία, και είναι ο δεύτερος υπεραγωγός που ανακαλύπτεται από την ίδια ομάδα με μια δομή που ονομάζεται pyrochlore. Η φύση της υπεραγωγιμότητας στο νέο υλικό παραμένει ένα μυστήριο, λένε οι ερευνητές.

Οι πρόσφατες πρόοδοι στην υπεραγωγιμότητα - η πλήρης απώλεια της ηλεκτρικής αντίστασης σε ορισμένα μέταλλα όταν ψύχονται σε χαμηλές θερμοκρασίες - συνεχίζουν να μας εκπλήσσουν. Πριν τρία χρόνια, οι ίδιοι ερευνητές ανακάλυψαν την επιφανειακή υπεραγωγιμότητα στον άνθρακα-60 και, το 2001, υπεραγωγιμότητα σε ένα πρωτοποριακό κράμα μαγνησίου και βορίου (στο διβορίδιο του μαγνησίου). Από τότε έχουν διαπιστώσει ότι ορισμένα στοιχεία, συμπεριλαμβανομένου του βορίου και του λιθίου, γίνονται υπεραγωγοί κάτω από ακραίες πιέσεις και ότι ένα κράμα του πλουτώνιου, που περιέχει κοβάλτιο και γάλλιο μπορεί επίσης να γίνει υπεραγωγός.

Δύο χρόνια πριν ο Zenji Hiroi και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν τον πρώτο υπεραγωγό τύπου pyrochlore - μια κατηγορία υλικού που έχει συνήθως το γενικό τύπο A₂B₂O₇, όπου το Α και το Β είναι θετικά ιόντα μετάλλων. Το υλικό τους - Cd₂Re₂O₇ (κάδμιο - ρήνιο - οξυγόνο) - έχασε όλη την ηλεκτρική αντίσταση του όταν ψύχθηκε στον 1 Kelvin.

Έπειτα συνειδητοποίησαν ότι η αντικατάσταση του ρηνίου με όσμιο θα δημιουργούσε ένα μέταλλο που θα γίνεται μονωτικό στους 225 Κ. Φάνηκε ότι ο αριθμός των d-ηλεκτρονίων στα κατιόντα - δύο για το ρήνιο και τρία για το όσμιο (στοιχεία της 6ης περιόδου) - έχει μια μεγάλη επίδραση στις ιδιότητες του υλικού. Αυτό τους ενέπνευσε να δημιουργήσει το νέο υλικό KOs₂O₆, το οποίο είναι ο δεύτερος υπεραγωγός τύπου pyrochlore. Είναι ένα "ατελές" pyrochlore, που έχει μόνο έξι άτομα οξυγόνου και ένα ιόν τύπου Α (θετικό ιόν Κάλιο).

Ο Hiroi και οι συνεργάτες του συνέθεσαν το νέο υλικό KOs₂O₆ από το οξείδιο του καλίου και το οξείδιο του οσμίου. Η ομάδα ελπίζει τώρα να εκτελέσει μετρήσεις στα κρύσταλλα του υλικού για να ερευνήσει κι άλλες ιδιότητές του.