Mokslininkų komandai iš JAV pavyko sukurti monokristalinius junginius, priklausančius superlaidžių geležies arsenidų šeimai.
Visai neseniai mokslininkų grupei pavyko sukurti didelio susidomėjimo sulaukusių superlaidžių junginių monokristalines atmainas – medžiagas, kurias sudaro ne daugybė mažų kristaliukų (polikristalai), o vienas ištisinis kristalas.
Šie monokristaliniai junginiai pasižymi geresnėmis savybėmis, be to, juos lengviau tyrinėti
Keturiuose straipsniuose, išspausdintuose „Physical Review B“ bei „Physical Review Letters“ žurnaluose, tyrėjai aprašo jų pačių sugalvotą technologinį procesą, leidžiantį užauginti monokristalines medžiagas. Jie taip pat pateikia svarbiausius atliktų eksperimentų duomenis, pavyzdžiui, molekulinės sandaros ir krūvininkų judėjimo matavimus.
Mokslininkai sukūrė dviejų geležies arsenido superlaidininkų monokristalines atmainas. Nors šiuo metu šios rūšies superlaidininkai susilaukia didelio tyrėjų iš viso pasaulio dėmesio, didžioji dalis mokslininkų domisi tik polikristalinėmis geležies arsenido atmainomis.
Pirmame darbe tyrėjai aprašo bario, geležies ir arseno superlaidininką bei junginį, savo sudėtyje turintį šiek tiek kalio (šiuo atveju minėtasis junginys yra legiruotas kaliu – įterpti kalio atomai pagerina tam tikras superlaidininko savybes).
„Augindami monokristalines šių medžiagų atmainas, galime tyrinėti jų anizotropines superlaidumo savybes – polinkį tapti superlaidžiomis tiktai vienos koordinačių ašies kryptimi“, – teigia mokslininkas Paulas Canfieldas.
Svarbiausias rezultatas, pateiktas pirmame straipsnyje – mokslininkams pavyko nustatyti stipriausią magnetinį lauką, kuris dar nesunaikina superlaidumo būsenos (vadinamasis viršutinės ribos kritinis laukas), bei įvertinti superlaidinkų anizotropiškumą. Kai kurie superlaidininkai pasižymi nepaprastai dideliu anizotropiškumu, todėl norint iki galo išsiaiškinti šį reiškinį būtina atlikti labai tikslius matavimus.
Antrame straipsnyje mokslininkų grupei pavyko parodyti, kad monokristalų auginimo metodas gali būti pritaikytas kitam geležies arsenido junginiui – stroncio geležies arsenidui.
Trečiame straipsnyje tyrėjai aprašo naują geležies arsenidų šeimos narį – kalcio geležies arsenidą. Iki tol niekam nebuvo payvkę išsiaiškinti, kad šis junginys priklauso geležies arsenidų kristalografinei šeimai.
„Kalcio geležies arsenido atradimas mus labai nudžiugino. Mes nustatėme, jog esant 170 Kelvinų temperatūrai šios medžiagos sandara ir magnetinės savybės labai aiškiai pakinta“, – pasakoja P. Canfieldas.
Tokios rūšies pokyčiai, kuriuos sukelia temperatūros padidėjimas arba sumažėjimas, vadinami pirmos rūšies virsmais. Supratę šių virsmų susidarymo mechanizmą (šis uždavinys tampa lengvesnis, kai pokyčiai labai aiškūs ir apibrėžti) mokslininkai geriau pažins pačius superlaidininkus.
Mokslininkams taip pat pavyko išsiaškinti, jog esant vidutiniam slėgiui struktūriniai ir magnetiniai pokyčiai, pasireiškiantys 170 Kelvinų temperatūroje, nuslopsta ir medžiaga tampa superlaidininku.
