Metallhydriders potential som supraledare
En internationell forskargrupp, ledd av professor Rajeev Ahuja vid Uppsala universitet, presenterar nu nya rön som ger en bättre teoretisk förståelse av supraledande metallhydrider vid höga tryck. Resultaten publiceras i veckans nätupplaga av Proceedings of the National Academy of Sciences i USA (PNAS).
Supraledning vid höga temperaturer fortsätter att fascinera den vetenskapliga världen sedan upptäckten, inte minst möjligheten att hitta ett material som kan förbli supraledande även vid rumstemperatur. Ett sådant material skulle nämligen få långtgående tekniska konsekvenser. Väte, det lättaste ämnet i periodiska systemet, har förutspåtts vara en sådan supraledare, men endast vid mycket höga tryck som ännu inte kan uppnås vid experiment. Ändå kan teoretiska studier av väterika material under tryck ge en inblick i vilka egenskaper som kan förväntas för fast väte.
I det aktuella arbetet har forskare från Sverige, Storbritannien, USA och Sydkorea använt avancerade teoretiska metoder för att genomföra en fördjupad studie av supraledning i metallhydriderna ScH3, YH3 och LaH3 över ett brett tryckområde. Detta tillvägagångssätt gjorde det möjligt att identifiera en allmän trend för alla tre metallhydriderna: supraledande tillstånd är starkast när materialet ärsom svagast. Detta innebär att nära det tryck där en strukturomvandling av materialet är på väg att göra materialet dynamiskt instabilt, drivs den kritiska temperaturen för supraledning till sitt maximala värde.
Men forskarna fann också flera skillnader mellan de tre metallhydriderna, trots deras kemiska likheter. En sekundär supraledande fas, som forskarna tidigare förutsett existerar i YH3, var mystiskt frånvarande i ScH3 och LaH3. Förklaringen kan vara att det rör sig om en tillfällighet: massan av Y-atomen verkar vara lagom stor för att skapa vibrationer som kan orsaka detta fenomen, medan Sc-atomen är för lätt och La-atomen för tung.
– Som i alla teoretiska förutsägelser, hoppas vi att vårt arbete kommer att leda till experimentella tester, säger professor Rajeev Ahuja. Det tryck våra beräkningar visar att supraledning uppstår vid är väl inom räckhåll för dagens teknik.
De omfattande beräkningarna utfördes på flera superdatorer i Sverige administrerade av Svenska National Infrastructure for Computing (SNIC), inklusive Uppsala universitets Multidisciplinary Center for Advanced Computational Science (UPPMAX).
Artikeln publiceras på PNAS webbplats denna vecka: http://www.pnas.org/content/early/2010/01/19/0914462107.abstract
För mer information, vänligen kontakta författarna:
Dr. Ralph H. Scheicher, 018-471 58 73, ralph.scheicher@fysik.uu.se
Professor Rajeev Ahuja, 070-425 0935, rajeev.ahuja@fysik.uu.se
Dr. Duck Young Kim, +44 337466 1223, dyk26@cam.ac.uk
