Pristupačnost
Znanstvenik Neven Barišić s Fizičkog odsjeka je zajedno sa svojim kolegama iz Poljske (AGH) te SAD-a (MagLab, Florida i University of Minnesota) ustanovio vezu između elektronski i šupljinski dopiranih visokotemperaturnih supravodiča na bazi bakrenih oksida (skraćeno: kuprata). Time je dan značajan doprinos razumijevanju sveukupnog faznog dijagrama kuprata i univerzalnih svojstava tih materijala. Rad je objavljen u časopisu Science Advances.
Supravodljivost se u lamelarnim kupratima postiže dopiranjem bakar-kisik ravnina matičnog antiferomagnetskog (AF) izolatora, šupljinama ili elektronima. Ta dva načina dopiranja vode općenito na različita ponašanja. Stoga, jedno od glavnih pitanja koje se već dugo postavljalo jest može li se steći objedinjavajuće razumijevanje tih sustava s obzirom na dopiranje, ili na elektronsko i šupljinsko dopiranje kuprata treba gledati kao na dva odvojena problema. Temeljem podrobnih mjerenja magnetske otpornosti za arhetipski elektronski dopirani Nd2−xCexCuO4+δ (NCCO) iz obitelji kuprata, te analizom izmjerenih rezultata u kombinaciji s već objavljenim podacima za ostale elektronski dopirane kuprate, dobivena je ključna veza između normalnog i supravodljivog stanja za elektronsko dopiranje. To je onda ujedno omogućilo i uspostavu veze između elektronski i šupljinski dopiranih kuprata te razumijevanje važnog svojstva univerzalnosti kod tih materijala.
U radu je pokazano kako se karakteristična ponašanja normalnog stanja (magnetska otpornost, kvantne oscilacije i Hallov koeficijent) i supravodljivog stanja (gustoća supravodljive struje i gornje kritično polje) može dosljedno i jednostavno objasniti kada se pažljivo uzme u obzir evolucija Fermijeve površine u funkciji dopiranja. U supravodljivom dijelu faznog dijagrama utvrđeno je kako Fermijeva površina posjeduje i elektronski i šupljinski karakter. Analizom supravodljivih svojstava, pokazano je kako se supravodljivost razvija na onim dijelovima Fermijeve površine koja ima šupljinski karakter. Također je ustanovljeno kako (Uemurinovo) skaliranje između temperature supravodljivog prijelaza i gustoće supravodljive struje koje vrijedi za šupljinski dopirane kuprate također vrijedi za šupljinsku komponentu gustoće supravodljive struje u elektronski dopiranim kupratima. Svi ovi rezultati ukazuju na univerzalnost supravodljivog mehanizma neovisno o vrsti dopiranja.
A) Temperaturna ovisnost gustoće supravodljive struje određena mSRom za NCCO (x = 0.170) uzorak. Šupljinski doprinos označen je crvenom, dok je elektronski plavom crtkanom linijom. B) Ukupne gustoće supravodljive struje (određene na T=0K) i temperature supravodljivog prijelaza za šupljinama (puna linija) i elektronima (crtkana linija) dopirane kuprate se skaliraju različito. Međutim izdvojeni šupljinski doprinos u elektronski dopiranim kupratima slijedi skaliranje ustanovljeno u šupljinski dopiranim kupratima.
Yangmu Li, W. Tabis, Y. Tang, G. Yu, J. Jaroszynski, N. Barišić, M. Greven, Hole pocket–driven superconductivity and its universal features in the electron-doped cuprates. Science Advances 5, eaap7349 (2019).
