A sabedoria convencional da supercondutividade é que ela é um estado com resistência CC zero, ou seja, condutividade CC infinita. No entanto, este paradigma foi desafiado pela descoberta de supercondutores de alta temperatura (cupratos), que exibem uma resistência CC finita mesmo no estado supercondutor. Este comportamento incomum levou a uma nova compreensão da supercondutividade nestes materiais, que envolve a interação entre correlações eletrônicas, flutuações quânticas e desordem.

Nesta nova imagem, o estado supercondutor em cupratos é caracterizado pela presença de ordens concorrentes, como ordem de carga e ordem de spin. Estas ordens concorrentes levam à formação de poças ou aglomerados eletrônicos, onde a supercondutividade pode coexistir com outros tipos de ordem. Os limites entre essas poças são resistivos, o que dá origem a uma resistência CC finita no estado supercondutor.

A força destas ordens concorrentes e o tamanho das poças supercondutoras são controlados por vários fatores, incluindo dopagem, temperatura e campo magnético. Ao ajustar esses parâmetros, é possível controlar a quantidade de desordem e o grau de correlações eletrônicas, que por sua vez afetam as propriedades supercondutoras do material.

Esta nova compreensão da supercondutividade em cupratos fornece uma estrutura para a compreensão das propriedades anômalas desses materiais e sugere novas maneiras de projetar materiais com temperaturas de transição supercondutoras ainda mais altas e desempenho aprimorado.

Aqui está uma explicação mais detalhada dos principais conceitos:

Poças eletrônicas :
Nos cupratos, o estado supercondutor não é uniforme. Em vez disso, consiste em pequenas regiões, chamadas poças, onde a supercondutividade coexiste com outros tipos de ordem, como ordem de carga ou ordem de rotação. O tamanho e a forma dessas poças dependem do material e das condições sob as quais ela é supercondutiva.

Pedidos concorrentes :
A formação de poças eletrônicas é resultado das interações concorrentes entre os elétrons nos cupratos. Essas interações incluem repulsão de Coulomb, acoplamento elétron-fônon e interações de troca magnética. A força relativa dessas interações determina o tipo de ordem que domina o material. Em alguns casos, a supercondutividade pode coexistir com outras ordens, enquanto em outros casos é completamente suprimida.

Desordem :
A desordem desempenha um papel crucial nas propriedades dos cupratos. Pode ser causado por impurezas, defeitos ou mesmo flutuações térmicas. A desordem pode interromper a formação de poças eletrônicas e levar a uma diminuição na temperatura de transição supercondutora. No entanto, em alguns casos, a desordem também pode induzir supercondutividade em materiais que de outra forma seriam não supercondutores.

Ao compreender a interação entre correlações eletrônicas, flutuações quânticas e desordem, podemos obter uma compreensão mais profunda da supercondutividade não convencional em cupratos e materiais de design com propriedades aprimoradas.