Naukowcy krok bliżej konstrukcji niezwykłego materiału

Uczeni dostrzegli pojawienie się magnetyzmu po połączeniu ze sobą dwóch perowskitów - materiałów, z których żaden nie ma właściwości magnetycznych. Perowskity stanowią obiekt zainteresowania fizyków, którzy mają nadzieję stworzyć z nich nadprzewodnik wysokotemperaturowy. Przebadane przez SSRL perowskity to LAO (związek lantanu, glinu i tlenu) oraz STO (mieszanina strontu, tytanu i tlenu). Oba perowskity są izolatorami, ale gdy połączy się je razem, to na styku struktur płynie prąd elektryczny. Po schłodzeniu do temperatury bliskiej zera absolutnego połączone warstwy LAO/STO działają jak nadprzewodnik. Pojawia się również magnetyzm, czyli cecha, której nie udało się wytworzyć w żadnym z badanych materiałów z osobna.Fizycy chcieli dowiedzieć się skąd biorą się właściwości magnetyczne perowskitów. W tym celu wykorzystali SSRL, który pozwala badać pojedyncze atomy.- Korzystając z nieograniczonych możliwości SSRL dowiedzieliśmy się, że magnetyzm perowskitów pochodzi z atomów tytanu - powiedział biorący w eksperymencie Jun-Sik Lee.Właściwości magnetyczne pojawiają się, gdy atomy tytanu znajdują się w stanie podstawowym, czyli mają najniższą możliwą energię. Dzieje się to 10 stopni powyżej zera absolutnego. Zaskakujące jest, że takie same warunki są niezbędne do uzyskania nadprzewodnictwa. Konstrukt LAO/STO może zatem wykazywać jednoczesne właściwości magnetyczne i nadprzewodzące. To zaskakujące, gdyż obecna fizyka uznaje, że pojawienie się nadprzewodnictwa znosi jakiekolwiek istniejące pole magnetyczne.

Wynik ostatnich badań SSRL potwierdzają hipotezy Kathryn Moler z Uniwersytetu Stanforda, która w 2011 r. poinformowała o jednoczesnym istnieniu właściwości magnetycznych i nadprzewodzących w LAO/STO. To z kolei przybliża nas do stworzenia wysokotemperaturowego nadprzewodnika, który w przyszłości może umożliwić tworzenie materiałów o niespotykanych w naturze właściwościach fizycznych.