Superconduttori ad alta temperatura eco-compatibili
La maggior parte dei superconduttori hanno una struttura relativamente semplice composta da atomi, ma sono stati scoperti anche superconduttori a base di molecole disposte in una struttura regolare. Il lavoro dei membri del progetto LEMSUPER(si apre in una nuova finestra) (Light element molecular superconductivity: An interdisciplinary approach) ha portato alla scoperta della più alta temperatura di funzionamento per i superconduttori molecolari. I ricercatori hanno rivelato per la prima volta il rapporto tra l’isolante genitore, il normale stato metallico al di sopra della temperatura critica e il meccanismo superconduttore di accoppiamento in una nuova famiglia di materiali con fullerene. Questo è il primo passo nella comprensione dei superconduttori non convenzionali, tra cui i cuprati ad alta temperatura. Nell’ambito del progetto LEMSUPER, finanziato dall’UE, è stata studiata con successo la progettazione di sistemi superconduttori ad alta temperatura, comprensivi di elementi leggeri di boro, carbonio e ossigeno. Tali elementi sono economici, abbondanti, non tossici e rispettosi dell’ambiente, il che li rende una valida alternativa ai pericolosi elementi delle terre rare. Grazie alla combinazione tra misura, teoria e modellizzazione, i ricercatori hanno studiato i meccanismi fisici fondamentali della superconduttività alle temperature più elevate nei sistemi superconduttori. Sono stati in grado di controllare la competizione tra comportamento isolante e conduttivo mediante pressione ultra-elevata e drogaggio molto forte del campo elettrico oltre a quanto realizzabile chimicamente. I ricercatori hanno creato database delle informazioni strutturali ed elettroniche per numerosi campioni preparati. Questi hanno sostenuto la creazione di strutture cristalline molecolari che favoriscono la comparsa della superconduttività. Inoltre, è stata scoperta una nuova serie di superconduttori:diseleniuro di molibdeno e seleniuro di ferro a strati. Uno sviluppo chiave per la descrizione teorica dei superconduttori a elementi leggeri è stata la proposta della coesistenza tra superconduttività e altri ordini elettronici. È necessario considerare per esempio l’ordinamento di carica con forti interazioni elettrone-fonone. Questi risultati innovativi hanno portato a più di 100 pubblicazioni, molte in riviste scientifiche ad alto impatto. Si prevede che il fondamentale lavoro di ricerca condotto nell’ambito del progetto LEMSUPER possa inaugurare una nuova era nel campo dei superconduttori ad alta temperatura. I materiali superconduttori, ecologici e a risparmio energetico, potrebbero aprire la strada ad applicazioni pratiche con un impatto sul mondo davvero rilevante.
