Ortak bir araştırma ekibi, yüksek basınç altında hidritlerdeki süper iletken manyetik saptamayı ve manyetik faz geçişlerini araştırmak için bir platform oluşturdu. Kredi: HFIPS
İşbirliğine dayalı bir araştırma ekibi, yüksek basınç altında hidritlerin süper iletken manyetik tespiti ve manyetik faz geçişlerini incelemek için bir araştırma platformu geliştirdi. Bu, Çin Bilimler Akademisi’ne (CAS) bağlı Hefei Fizik Bilimi Enstitüleri ve Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden gelen bilim adamlarıyla Nature Materials dergisinde bugün (23 Mart) yayınlanan bir araştırmaya göredir.{4 }
Yüksek basınç altında yüksek çözünürlüklü yerinde manyetik ölçüm zorlu bir işti. Süperiletkenliğin Meissner etkisi ve yüksek basınç altında manyetik faz geçiş davranışı üzerindeki araştırmaların ilerlemesini sınırlamıştır. Elmas azot boşluğu (NV) merkezlerinde optik olarak tespit edilen manyetik rezonans (ODMR) tekniğinin kullanılması, basınca bağlı manyetik faz geçişlerinin yerinde tespitine yardımcı olmuştur. Ancak, ölçülen ODMR spektrumlarını analiz etmek ve yorumlamak uygun değildir çünkü NV merkezi dört eksen yönüne sahiptir ve sıfır alan bölme sıcaklığa bağlıdır.
Araştırmacılar ilk kez bu çalışmada yüksek -silikon karbürdeki silikon boşluğu (VSi) kusurlarına dayalı basınç yerinde kuantum manyetik algılama ve yüksek basınçlı manyetik algılama sorununu çözdü.
a. Mozanit örs hücresinin şematik diyagramı ve sığ silikon boşluk kusurları ile manyetik numunelerin tespiti; B. Silikon boşluk kusurlarının sıfır alan bölünmesinin basınç ile ilişkisi; C. Nd2Fe14b malzemelerinin manyetik faz geçiş tespiti; D. YBCO süperiletken malzemenin Tc-P faz diyagramı; e. Silisyum karbürdeki silikon boşluk kusurlarına dayalı yüksek basınçlı yerinde manyetik algılamanın gösterimi. Kredi: HFIPS
Araştırmacılar, işlenmiş bir silisyum karbür örs hücresinin yüzeyinde sığ VSi kusurları oluşturmak için iyon implantasyonunu kullandılar. Silisyum karbürdeki VSi kusurları yalnızca bir eksenel yöne sahiptir. Silisyum karbürün elektronik yapısının özel simetrisi nedeniyle, sıfır alan bölme sıcaklığa karşı duyarsızdır, bu nedenle yüksek basınç algılamadaki sıcaklık değişimleri sorunu önlenebilir.
Araştırmacılar, VSi kusurlarının spektrumunun maviye kaydırıldı ve sıfır alan bölme değeri, basınçla çok az değişti (0,31 MHz/GPa) – elmas NV merkezlerinin eğiminden (14,6 MHz/GPa) çok daha az. Bu, yüksek basınç altında ODMR spektrumlarının ölçümü ve analizi için yararlıdır.
Araştırmacılar, VSi kusurları üzerinde ODMR teknolojisini kullanarak, yaklaşık yedi GPa’da Nd2Fe14B mıknatıslarının basınca bağlı manyetik faz geçişini gözlemlediler ve YBa2Cu3O6.6 süper iletkeninin kritik sıcaklık-basınç faz diyagramı.
Araştırmacılara göre bu teknik, yüksek basınçlı süperiletkenlik ve manyetik malzemeler alanında büyük önem taşıyor.
Göstererek Yerinde yüksek basınç sensörleri olarak silisyum karbürdeki oda sıcaklığındaki spin kusurlarının kullanılmasıyla bu çalışma, Moissanite örs hücreleri kullanan kuantum malzemelerle ilgili yeni araştırmalara kapı açıyor.
Referans: “Yüksek basınçlar altında manyetik algılama silisyum karbürde tasarlanmış silikon boşluk merkezlerinin kullanılması” 23 Mart 2023, Nature Materials.
DOI: 10.1038/s41563-023-01477-5
Bu çalışma, National Natural tarafından desteklenmiştir. Çin Bilim Vakfı, Gençlik Teşviki Doç. CAS’ın ortaklığı ve CAS’ın İnovasyon Vakfı, diğerleri arasında.