Les scientifiques mélangent les propriétés pour créer un nouveau supraconducteur à structure chirale
Réglage fin de la symétrie cristalline et de la supraconductivité à l'aide de méthodes de solution solide
Des chercheurs de l'université métropolitaine de Tokyo ont créé un nouveau supraconducteur à structure cristalline chirale en mélangeant deux matériaux, l'un avec supraconductivité mais sans chiralité, l'autre avec chiralité mais sans supraconductivité. Le nouveau composé platine-iridium-zirconium devient un supraconducteur massif en dessous de 2,2 K et sa structure cristalline chirale a été observée à l'aide de la diffraction des rayons X. Leur nouvelle approche de la solution solide promet d'accélérer la découverte et la compréhension de nouveaux matériaux supraconducteurs exotiques.
Un matériau supraconducteur non chiral et un matériau non supraconducteur chiral ont été combinés dans différents rapports d'éléments pour créer un nouveau composé possédant les propriétés des deux.
Tokyo Metropolitan University
Les scientifiques qui étudient la supraconductivité ont pour mission de comprendre comment la nature exotique des matériaux supraconducteurs découle de leur structure et comment nous pouvons contrôler la structure pour obtenir les propriétés souhaitées. Parmi les nombreux aspects de la structure, la question de la chiralité a récemment fait l'objet d'un développement intéressant. De nombreuses structures ont une "chiralité", c'est-à-dire qu'elles ne se ressemblent pas dans un miroir. Dans les supraconducteurs, la chiralité a pour effet de déclencher ce que l'on appelle le couplage spin-orbite asymétrique (ASOC), un effet qui peut rendre les supraconducteurs plus résistants à l'exposition à des champs magnétiques élevés.
Toutefois, pour comprendre la chiralité de manière plus approfondie, les scientifiques ont besoin d'un plus grand nombre de supraconducteurs présentant une structure chirale à étudier. La méthode habituelle consiste à rechercher des composés chiraux, à vérifier s'ils sont supraconducteurs ou non, à rincer et à répéter : c'est très inefficace. C'est pourquoi une équipe de l'université métropolitaine de Tokyo, dirigée par le professeur associé Yoshikazu Mizuguchi, a introduit une approche entièrement nouvelle. Au lieu de passer au peigne fin des listes de composés, ils ont mélangé deux composés aux propriétés physiques connues, un composé platine-zirconium présentant une supraconductivité mais pas de chiralité, et un composé iridium-zirconium présentant une structure chirale, mais pas de rapport de supraconductivité. En combinant les éléments dans un rapport correspondant à une certaine proportion de chaque composé, ils sont parvenus à "mélanger et assortir" efficacement les propriétés physiques et à créer un nouveau matériau présentant à la fois une structure cristalline chirale et une supraconductivité.
L'équipe a tout d'abord étudié différents rapports de mélange, constatant qu'à environ 80 % d'inclusion d'iridium, la proportion de structure cristalline chirale (ici, la structure P6122 du composé chiral iridium-zirconium) augmente rapidement à température ambiante. En refroidissant les échantillons à basse température, ils ont pu confirmer la supraconductivité jusqu'à environ 85 %. Il reste donc une petite fenêtre où les deux propriétés peuvent se manifester. En examinant leur mélange à 80 %, ils ont refroidi l'échantillon jusqu'à ce que la supraconductivité soit observée, et ont constaté que la proportion de structure chirale augmentait considérablement. Il est clair que leur nouveau composé est un supraconducteur à structure chirale.
L'équipe a également confirmé que la supraconductivité se produit dans la masse et non à la surface. Ces travaux démontrent la puissance d'une approche "mix and match" dans la fabrication de nouveaux supraconducteurs exotiques, un coup de pouce bienvenu et spectaculaire dans la recherche de plus de matériaux et d'une meilleure compréhension.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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