Nuove conoscenze sui superconduttori convenzionali
Fatta eccezione per i cuprati, pnicturi di ferro sono un’altra famiglia nota di recente scoperta di superconduttori ad alta temperatura l’origine la cui superconduttività non è ancora ben compresa. Affrontare la questione di come la superconduttività si ponga in questi superconduttori a base di ferro ad alta temperatura è una delle questioni più importanti nel campo della fisica della materia condensata. Gli scienziati del progetto LOWT-MFM-OF-TIS (Low temperature magnetic force microscopy study of topological insulators), finanziato dall’UE, hanno utilizzato la microscopia a forza magnetica (MFM) per misurare un parametro di lunghezza importante nella superconduttività. Nota come la profondità di penetrazione London (λ), questa quantità descrive la profondità a cui un campo magnetico esterno può penetrare il superconduttore. Inoltre, è un parametro importante per determinare la temperatura critica nei semiconduttori ad alta temperatura. In questo valore critico, la resistività elettrica del metallo scende a zero, che segna la transizione del metallo allo stato superconduttore. Precedenti ricerche hanno portato alla luce un rapporto sorprendente relazione che lega λ con il livello di modifica BaFe2(As0.7P0.3)2. In particolare, è stato riscontrato che tali superconduttori manifestavano un picco nella profondità di penetrazione alla modifica ottimale. Finora la ricerca non ha individuato un altro picco in λ. Attraverso l’uso della MFM in cui il campione di materiale viene analizzato mediante una punta affilata, gli scienziati hanno dimostrato l’esistenza di un picco a modifica ottimale. Le misurazioni hanno inoltre dimostrato che la dipendenza critica temperatura su λ è simile per diversi valori λ vicino al picco. Gli scienziati hanno anche scoperto una relazione inversa tra λ e la temperatura critica in prossimità del bordo della regione poco modificata. Questo risultato è stato una chiara indicazione della combinazione tra un’onda densità di spin, stati ordinati a bassa energia di solidi a bassa temperatura, e superconduttività. L’imaging magnetico dei vortici superconduttori ha permesso agli scienziati di osservare i confini gemelli all’interno della regione cupola del superconduttore. Si ritiene che tali difetti topologici guidino le transizioni di fase e offrano un’ulteriore indicazione della coesistenza tra le onde di densità di spin e la superconduttività. LOWT-MFM-OF-TIS ha compiuto innovativi progressi nella comprensione della superconduttività non convenzionale in questi promettenti semiconduttori ad alta temperatura che detengono un grande potenziale per nuovi dispositivi ad alta velocità.
Parole chiave
Superconduttori, pnicturi di ferro, superconduttori ad alta temperatura, microscopia a forza magnetica, isolanti topologici
