بازگشت نانوتسمه‌ها

یک تیم تحقیقاتی در آلمان ساختارهای تسمه مانند نانویی در ابررساناهای با درجه‌ی حرارت بالا را که متشکل از «ساماریوم»، «باریوم»، «مس» و «اکسیژن» هستند کشف کردند.

به گزارش ایسنا، بسیاری از فیزیک‌دانان بر این باورند که این ابررساناها با داشتن چنین ساختارهایی قادر به انتقال جریان بدون مقاومت خواهند بود و عده‌ای دیگر چنین عقیده‌ای ندارند.

نتایج جدید بار دیگر نتوانست به این سؤال پاسخ دهد؛ اما اصول بنیادی ابررسانایی در درجه‌ی حرارت بالا را روشن‌تر کرد به‌طوری که به عنوان یکی از بزرگ‌ترین اسرار فیزیک در دو دهه‌ی گذشته شناخته شده است.

همه‌ی ابررساناهای با درجه‌ی حرارت بالا شامل سطوح موازی اکسیدکربن به همراه عناصر دیگر قرار گرفته مابین این سطوح، هستند.

اتم‌های مسی که روی سطح مشبک مربعی قرار گرفته‌اند جریان را از طریق حفره‌های قرار گرفته روی سایت‌های اکسیژنی، منتقل می‌کنند.

اندازه‌گیری‌های پیشین پراش پرتو X از آشکارکننده‌ی طیف ابررسانای «اکسیدکربن باریوم ساماریوم»، خصوصیاتی حاکی از شکل‌گیری مسیرها را روی سطوح اکسیدکربن نشان می‌دهند.

بسیاری از فیزیک‌دانان معتقدند این تسمه‌ها به‌عنوان کانال‌های منتقل کننده‌ی جریان‌های بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

علی‌رغم این موضوع، محققان آلمانی در سال 2004 دریافتند که چنین ویژگی‌هایی در اکسیژن کم‌تر دیده می‌شود؛ ضمن این‌که ، یک گروه مستقل در آمریکا،‌ با بررسی حوزه‌های نانویی، ساختارهای یکسان با آنچه تیم آلمانی مشاهده کرده اند، پیشنهاد می‌دهند.

این نتایج روی هم رفته بیانگر آن است که مسیرهای حاوی جریان ممکن است قادر به انتقال جریان بدون مقاومت در ابر رساناهای با درجه‌ی حرارت بالا نباشند.

در حال حاضر «مایکل کبلیشکا» و همکارانش در دانشگاه «سارلند» واقع در «ساربروکن» (Saarbruecken) ساختارهای تسمه مانند نانویی در «اکسید کربن باریوم ساماریوم» شاهده کرده‌اند. این تسمه‌ها گاه خطوط موازی چند میکرونی و گاه موجی شکل هستند.

«محققان بر این باورند که چنین ساختارهایی در نتیجه مقیاس‌های کوچک تناوبی خود که عموماً 10 تا 60 نانومتر است، قادرند به‌عنوان نقاط اتصال مفید باشد.

اندازه‌ی چنین نقاطی برای رسیدن مواد به چگالی جریان بحرانی حتی در درجه‌ی حرارت‌های بالا، ایده‌ال به نظر می‌رسد.

به گزارش ستاد ویژه‌ی توسعه‌ی فناوری نانو، «کبلیشکا» و همکارانش مشاهده کردند که در تک بلورها و نمونه بافت‌های ذوب شده مسیرهایی وجود دارند که اصطلاحاً با تکنیک کشش سرعت نهایی رشد کرده‌اند.

نیروی اتمی و اندازه‌گیری‌های STM به تفصیل بیانگر آن است که نانو مسیرها از زنجیرهای نانوخوشه‌ای منحصر به فرد، متشکل از تک سلول‌های اشباع شده از «ساماریوم» به‌دست می‌آیند.

محققان گمان می‌کنند کنترل این ساختارهای اتصال که در همه جای نمونه نفوذ می‌کنند به افزایش بیشتر Jc به‌ویژه در میدان‌های مغناطیسی خارجی بزرگ کمک خواهد کرد.