Wetenschappers van het Ames Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy hebben een staat van magnetisme ontdekt die mogelijk de ontbrekende schakel is om de relatie tussen magnetisme en onconventionele supergeleiding te begrijpen. Het onderzoek, onlangs gepubliceerd in npj Quantum Materialen , biedt prikkelende nieuwe mogelijkheden voor het bereiken van supergeleidende toestanden in op ijzer gebaseerde materialen.

"Bij het onderzoek naar kwantummaterialen, er is lang getheoretiseerd dat er drie soorten magnetisme zijn die verband houden met supergeleiding. Eén type wordt heel vaak gevonden, een ander type is zeer beperkt en komt alleen in zeldzame situaties voor, en dit derde type was onbekend, tot onze ontdekking, " zei Paul Canfield, een senior wetenschapper aan het Ames Laboratory en een Distinguished Professor en de Robert Allen Wright Professor of Physics and Astronomy aan de Iowa State University.

De wetenschappers vermoedden dat het materiaal dat ze bestudeerden, het ijzerarsenide CaKFe ₄ Als ₄ , was zo'n sterke supergeleider omdat er een bijbehorende magnetische ordening in de buurt was. Een variant van de verbinding creëren door kobalt en nikkel op precieze locaties te vervangen, genaamd "doping, " enigszins vervormd de atomaire rangschikkingen die de nieuwe magnetische orde veroorzaakten met behoud van zijn supergeleidende eigenschappen.

"De middelen van de nationale laboratoria waren essentieel om te voorzien in de diversiteit aan technieken die nodig zijn om deze nieuwe magnetische staat te onthullen, "zei Canfield. "We hebben het kunnen stabiliseren, het is robuust, en nu kunnen we het bestuderen. We denken door de drie verschillende soorten magnetisme te begrijpen die op ijzer gebaseerde supergeleiders kunnen voortbrengen, we zullen een beter idee hebben van de noodzakelijke ingrediënten voor dit soort supergeleiding."

Het onderzoek wordt verder besproken in de paper, "Egel spin-vortex kristal gestabiliseerd in een met gaten gedoteerde op ijzer gebaseerde supergeleider."