Pequenos bolsos Fermi revelados por laser-ARPES. Crédito: Ciência (2020). DOI:10.1126 / science.aay7311
Uma equipe de pesquisadores afiliados a uma série de instituições no Japão e uma no Reino Unido observou bolsões de Fermi durante experimentos com um cuprato de cinco camadas, confirmando teorias. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve seu estudo do cuprate Ba 2 Ca 4 Cu 5 O 10 (F, O) 2 e o que aprenderam sobre supercondutividade. Inna Vishik com a University of California Davis, publicou um artigo de Perspectiva na mesma edição do periódico, apresentando o histórico da pesquisa de supercondutividade envolvendo cupratos e suas temperaturas de transição e descrevendo o trabalho realizado pela equipe no Japão.
Os cupratos são definidos por seus complexos aniônicos de cobre. Eles também têm as mais altas temperaturas de transição para materiais supercondutores. Supercondutores são, claro, materiais que permitem que a eletricidade passe por eles sem resistência. A maioria dos materiais deve passar por tratamento para se tornarem supercondutores, como ser resfriado. Esses materiais, portanto, têm um estágio de transição quando mudam de um condutor regular para um supercondutor.
Como observa Vishik, pesquisas anteriores mostraram que os cupratos possuem algumas das mais altas temperaturas de transição, tornando-os alvos convidativos para investigação. Nos últimos anos, uma quantidade considerável de trabalho lançou luz sobre os fatores que contribuem para a supercondutividade, mas até agora, ainda não é muito bem compreendido. Vishik observa que os pesquisadores estudaram apenas alguns cupratos, apesar das centenas de cuprates para escolher. Foi por esse motivo que a equipe no Japão escolheu estudar um cuprate que viu pouca ou nenhuma pesquisa, o cuprato de quíntupla camada, BA 2 Ca 4 Cu 5 O 10 (F, O) 2 .
O trabalho envolveu a dopagem do cuprato em um isolador Mott - uma tarefa que no passado se mostrou desafiadora. A teoria sugere que, se uma pequena concentração de portador de carga for adicionada a um isolador de Mott, Bolsos Fermi devem se tornar observáveis. Os pesquisadores foram capazes de superar problemas experimentados por outros pesquisadores devido à escolha do cuprate. Ele tem uma célula unitária com cinco planos de óxido de cobre em vez dos dois normais, tornando muito mais fácil observar as bolsas à medida que se tornam visíveis. Os pesquisadores puderam ver dois deles em seu trabalho, reforçando as teorias que os previram.
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