.New technique measures superconductivity at very high pressures
http://blog.naver.com/mssoms
http://jl0620.blogspot.com
https://www.facebook.com/junggoo.lee.9
https://www.youtube.com/@SciTechDaily
.New technique measures superconductivity at very high pressures
새로운 기술로 매우 높은 압력에서 초전도성 측정
David Appell, Phys.org 제공 샘플 로딩 전 상단 다이아몬드 앤빌을 통한 광학 현미경 이미지. 출처: Physics Magazine, APS
1911년, 하이케 카메를링 오네스는 최초의 초전도체인 금속 수은을 4.2 켈빈의 임계 온도로 냉각하면 저항 없이 전기를 전도하는 것을 발견했습니다. 그 이후로 재료 과학자들은 이 현상을 더 잘 이해하고 다른 원소와 재료가 실용적인 전기 수송에 유용할 수 있는 더 높은 임계 온도를 가지고 있는지에 대한 탐구를 계속해 왔으며, 가장 중요한 것은 주변 온도입니다. 많은 화학 원소는 특정 임계 온도 이하의 고압에 노출되면 초전도체가 됩니다 .
하지만 고압 자체의 특성으로 인해 세부 사항을 측정하기 어렵습니다. 하지만 이제 독일과 미국의 과학자 팀이 초전도 유황을 측정하는 기술을 개발하여 고압에서 새로운 초전도체의 메커니즘에 대한 통찰력을 제공했습니다. 이 연구는 저널 Physical Review Letters 에 게재되었습니다 . 다른 자료는 조사를 기다리고 있습니다. 900억 파스칼(1기가파스칼, 지구 표면 대기압의 거의 백만 배) 이상의 압력에서 황 원소는 비금속에서 금속처럼 행동하는 것으로 변화합니다. 그런 다음 낮은 온도에서 초전도체가 됩니다. 현재 연구에서는 160GPa의 압력이 가해졌고 17켈빈에서 황의 전자는 쿠퍼 쌍 이라고 하는 쌍을 이루며 초전도 상태는 이 온도 이하에서 지속됩니다. 과학자들은 약 3 GPa의 압력을 얻기 위해 피스톤이나 브리지먼 앤빌 압력 셀을 사용했습니다.
압력 셀은 압력을 측정 가능한 전기 신호로 변환하는 센서입니다. 넓은 압력 범위에서 샘플에 균일하게 압력을 가할 수 있습니다. 그런 다음 샘플은 압력 셀에 장착된 평면 터널 접합을 통해 연구됩니다. 압력 셀은 양자 역학적 터널링 에 의존하는 전자 장치로, 전압을 인가 하면 전자가 두 도체 사이의 절연 장벽을 터널링할 수 있습니다. 더 높은 압력을 얻기 위해 연구팀은 다이아몬드 앤빌 셀을 사용했습니다 .
다이아몬드 앤빌 셀은 서로 마주보는 한 쌍의 다이아몬드 팁과 그 사이에 샘플이 있는 것입니다. 다이아몬드 앤빌 셀은 1mm보다 작은 샘플에 최대 200 GPa의 압력을 가할 수 있습니다. 샘플의 모양(실제로는 원자의 전자 에너지 수준)은 터널링 분광법 으로 측정됩니다 . 그러나 극한의 압력은 평면 터널링 접합의 터널링 장벽의 특성과 무결성에 영향을 미치고, 장치는 누설 전류와 잠재 에너지 장벽의 크기 감소를 겪습니다. 또한 마이크로미터 크기의 샘플에 적용하기 어렵습니다.
이러한 결함을 해결하기 위해 연구팀은 다이아몬드 앤빌 셀 의 원위치 , 즉, 그것이 있는 곳에 평면 터널 접합을 제작하는 방법을 개발했습니다. 이를 통해 1메가바(100GPa) 이상의 측정이 가능해졌습니다. 평면 터널 접합의 터널링 갭은 두 도체(초전도성 유황과 탄탈륨) 사이에 놓인 절연 물질인 탄탈륨 펜톡사이드로 만들어졌으며, 각 치수가 약 50마이크로미터였습니다. 탄탈륨 펜톡사이드는 높은 밀도와 안정성을 가지고 있었고 터널링 갭의 너비가 고압 하에서 변하지 않도록 보장했습니다. "압력은 일부 물질이 대기 조건에서는 존재하지 않는 이국적인 특성을 나타낼 수 있게 합니다.
예를 들어, 수소화물에서 실온에 가까운 초전도성이 있습니다." 독일 마인츠에 있는 막스 플랑크 화학 연구소의 펭 두가 말했습니다. "이 논문에서 우리가 하려는 것은 가압 환경에서 초전도성을 위한 '현미경'을 개발하는 것입니다." 그들의 목표는 초전도 유황의 초전도 갭을 측정하는 것이었는데, 이는 클리빙 에너지라고도 불리며, 지금까지 고압에서 측정하기 어려웠습니다. 절대 영도에서 가장 높은 점유 전자 에너지인 페르미 에너지 근처의 쿠퍼 쌍 에너지 밀도의 에너지 갭인 이 갭의 크기와 대칭성은 재료의 초전도 메커니즘의 특성과 밀접한 관련이 있습니다.
다이아몬드 앤빌 팁에 평면 터널 접합을 직접 제작함으로써 터널링 분광법 측정을 100 GPa 범위를 넘어서는 압력까지 확장할 수 있었습니다. 터널링 분광법은 주사터널링 현미경을 사용하여 전자 상태의 국부적 밀도를 면밀히 조사하고, 샘플을 스캔할 때 장치 끝부분 사이의 전류 흐름을 측정하여 원자 규모에서 표면의 밴드 갭을 측정합니다. 연구팀은 이 장치로 황의 임계 온도를 17K로 측정해 확인했고, 이후 약 3K까지 낮추면서 황이 II형 초전도체 임을 밝혔다 . 이 그룹은 이제 그들의 장치를 다른 물질에 적용하고자 합니다. "이 현미경은 우리가 고압 에서 고온 초전도체의 '유전자'를 발견하는 데 도움이 될 수 있습니다 ." Du가 말했습니다.
"이것은 잠재적으로 미래에 대기 조건에서 상온 초전도체를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다." 그들은 수소화물이나 니켈화물과 같이 덜 이해되는 더욱 이국적인 물질을 조사하기를 바라고 있습니다.
추가 정보: F. Du et al, 터널링 분광법 at Megabar Pressures: Determination of the Superconducting Gap in Sulfur, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.036002 저널 정보: Physical Review Letters
https://phys.org/news/2024-07-technique-superconductivity-high-pressures.html
mssoms 메모 2408031625
엄청난 압력이 존재하는 곳은 물체 사이에 큰 질량이나 에너지가 평면적 msbase로 ++--접합되거나 qms.qvixer의 ++--중첩으로 생겨난다. 그러면 접합이나 중첩이 임의 경계선을 가지며 동일한 큰 힘에서 만난다. 그러면 경계는 지속될까? 아닐 것이다. 그러나 임계 온도를 압력이 지속되는 경우는 전자이동 +-msbase.tunneling을 가질 것이다.이는 암흑물질이 제공하는 터널로써 *어두운 전자가 오가는 통로이다. 허허.
*참고1.
https://www.nature.com/articles/s41567-024-02586-x
두 쌍의 하위 격자를 갖는 양자 시스템에서 전자의 어두운 상태
mssoms memo 2408031625
Where there is tremendous pressure, there is a large mass or energy between objects that is ++--joined with a planar msbase or ++--overlapped with qms.qvixer. Then the junction or overlap has an arbitrary boundary and meets at the same large force. Then will the boundary continue? No. However, if the pressure continues at the critical temperature, there will be electron movement +-msbase.tunneling. This is a tunnel provided by dark matter, a passage for *dark electrons to come and go. Hehe.
*Reference 1. https://www.nature.com/articles/s41567-024-02586-x
Dark states of electrons in quantum systems with two pairs of sublattices
Example 1.
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|0000e0
000ac0|f00bde
0c0fab|000e0d
e00d0c|0b0fa0
f000e0|b0dac0
d0f000|cae0b0
0b000f|0ead0c
0deb00|ac000f
ced0ba|00f000
a0b00e|0dc0f0
0ace00|df000b
0f00d0|e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Sample msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
댓글