Група изследователи е създала триизмерна карта на вътрешната структура на купратен свръхпроводник, разкривайки нехомогенност там, където физичните модели са предполагали хомогенен кристал. Измерванията, проведени във Франция, показват обширни области с различно разположение на атомите в сърцевината на материала. Това откритие може да повлияе на разбирането за свръхпроводимостта и да наложи преосмисляне на предишни експериментални интерпретации.

Изследваният материал принадлежи към групата на купратите, съединения на базата на медни оксиди, които проявяват свръхпроводимост при по-високи температури от класическите свръхпроводници, макар и все още да изискват значително охлаждане. Вътрешната структура на тези кристали е слоеста, като кислородните октаедри около медта могат да се накланят по различен начин. Дори малки пренареждания променят симетрията на кристала и влияят на поведението на електроните.

Учените са използвали сканираща триизмерна рентгенова дифракция, за да разгледат вътрешната структура на пробата. Методът, подобен на томография, позволява възстановяване на пространственото разпределение на деформациите на кристалната решетка с резолюция до 70 нанометра. При стайна температура в кристала са открити широки слоеве с признаци на тетрагонална структура, въпреки че формално той е орторомбичен. Тези слоеве са с дебелина около 150 нанометра и се намират на разстояние от 0,5-2 микрометра една от друга, което е необичайно голяма ширина за доменна стена.

След охлаждане до 100K, основната част от пробата придобива тетрагонална структура, но вътре се запазват тънки ивици с орторомбични характеристики. Анализът на деформациите сочи, че тази нееднородност произтича от самата кристална структура, а не от случайни примеси. Тези детайли са ключови, тъй като структурата на решетката е тясно свързана с движението на електроните в купратите. Орторомбичните участъци потенциално могат да запазят локални пътища за свръхпроводимост, докато тетрагоналната фаза може да наруши съгласуваното движение на тока между слоевете.

Откритието хвърля нова светлина върху предишни измервания, които са показвали съвместно съществуване на фази, но не са могли да визуализират вътрешното им разположение. Новата триизмерна реконструкция предполага, че някои сигнали, приети преди за наличие на две отделни фази, може да се дължат на необичайно дебели граници между домейните. Авторите предполагат, че подобна вътрешна мозайка е характерна за много други купратни свръхпроводници и сродни материали, което налага преразглеждане на изходните условия при моделирането на тези вещества.

По информация на Kaldata.