Stronsiyum titanat (SrTiO3) adlı madde düşük sıcaklıklarda herhangi bir direnç olmaksızın elektrik akımını iletebiliyor. Uzun süredir bunu nasıl yapabildiği düşünülen madde ile ilgili gizemler çözülmeye başladı.
Metal olmayan ancak elektriği bir direnç göstermeden ileten bir yapıya sahip olması dolayısıyla stronsiyum titanat bilim insanları tarafından oldukça merak edilen bir madde olarak biliniyordu. Şimdi fizikçiler, bu maddenin süper iletken materyaller üzerindeki mevcut teorilere neden meydan okuduğuna dair ilk ip uçlarına ulaştılar ve bunun elektronik devrimi için bir aşama oluşturabileceği kanısına vardılar.
ABD Enerji Bakanlığı'na bağlı National Accelerator Baboratuvar'ı ile Stanford Üniversitesi tarafından ortaklaşa yürütülen yeni araştırmalara göre, stronsiyum titanatın süper iletken metallere nazaran oldukça garip davrandığı keşfedildi. Konuyla ilgili bir açıklama yapan fizikçi Harold Hwang, "Her şeyin baş aşağı olduğu bir sistem" ifadelerini kullanarak şaşkınlığını dile getirdi.
Bu kristal maddenin karmakarışık doğasını anlamak için bir adım geri gitmemiz ve geleneksel olarak bir malzeme neredeyse sıfır çaba ile nasıl elektrik iletire bakmamız lazım.
A noktasından B noktasına kadar uzanan elektronlar için, genellikle iki farklı voltajın çekimi altında birbirine sürtünen atomların oluşturduğu kalabalıktan atlanması gerekiyor. Süper iletkenler ise farklı bir şekilde davranıyor. Genel olarak belirli bir sıcaklığın altında maddenin direncinin sıfır olması olarak açıklanan süper iletkenler kuantum mekaniği ile açıklanabilirler.
1911 yılından bu yana keşfedilen süper iletkenler içerisinde bilinen metalik olmayan süper iletken hiç yoktu ancak stronyum titanat bunu değiştirdi. 1960'larda keşfedilen bu madde garip bir şekilde süper iletken özellikleri gösteriyor. Mevcut teorilerle açıklanamayan bu madde 'geleneksel olmayan süper iletkenler' olarak anılıyor ve benzer örnekleri bulunuyor.
Stanford Institute for Materials and Energy Science yazarlarından Adrian Swartz konuya ilişkin olarak yaptığı açıklamada "Aşırı davranışlarını inceleyerek, daha yüksek sıcaklıklarda çalışanlar da dahil olmak üzere bu alışılmamış malzemelerde süper iletkenliğe yol açan içerikler hakkında bilgi edinmeyi umuyoruz." ifadelerini kullandı.
Stronsiyum titanatın nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için, araştırmacılar atomlarının davranışlarını 'tunnelling spectroscopy' kullanarak analiz ettiler. Bu yöntem, bir malzemenin farklı bileşenlerinin enerjisini belirlemeye yarıyor. Basit gibi görünen yöntem uzun bir araştırma süreci ve hatırı sayılır bir teknolojiye ihtiyaç duyuyordu. Bununla ilgili fikirlerini belirten Hwang, bu deneyi yapma arzusunun on yıllardır olduğunu ancak teksink sorunlar yaşadığını belirtti.
Hwang'ın on yıllık merakına ve bekleyişine değecek şekilde araştırmacılar stronyum titanat ile ilgili oldukça heyecan verici bir keşfe imza attılar. Süper iletken metallerin atomlara zayıf olduğu durumlarda ve bol miktarda elektron titreyen kalabalığın arasından geçmek ve kayma işlemini yaptığında stronsiyum titanat tam tersi bir davranış sergiliyor. Stronyum titanat çok fazla serbest elektrona sahip değildir ancak atom kafesleri çok daha güçlü titreşimlere sahiptir. Bu da sonuç olarak süper iletken teori ile mükemmel bir şekilde örtüştüğü anlamına gelir.
Metal olmayan ancak elektriği bir direnç göstermeden ileten bir yapıya sahip olması dolayısıyla stronsiyum titanat bilim insanları tarafından oldukça merak edilen bir madde olarak biliniyordu. Şimdi fizikçiler, bu maddenin süper iletken materyaller üzerindeki mevcut teorilere neden meydan okuduğuna dair ilk ip uçlarına ulaştılar ve bunun elektronik devrimi için bir aşama oluşturabileceği kanısına vardılar.
ABD Enerji Bakanlığı'na bağlı National Accelerator Baboratuvar'ı ile Stanford Üniversitesi tarafından ortaklaşa yürütülen yeni araştırmalara göre, stronsiyum titanatın süper iletken metallere nazaran oldukça garip davrandığı keşfedildi. Konuyla ilgili bir açıklama yapan fizikçi Harold Hwang, "Her şeyin baş aşağı olduğu bir sistem" ifadelerini kullanarak şaşkınlığını dile getirdi.
Bu kristal maddenin karmakarışık doğasını anlamak için bir adım geri gitmemiz ve geleneksel olarak bir malzeme neredeyse sıfır çaba ile nasıl elektrik iletire bakmamız lazım.
A noktasından B noktasına kadar uzanan elektronlar için, genellikle iki farklı voltajın çekimi altında birbirine sürtünen atomların oluşturduğu kalabalıktan atlanması gerekiyor. Süper iletkenler ise farklı bir şekilde davranıyor. Genel olarak belirli bir sıcaklığın altında maddenin direncinin sıfır olması olarak açıklanan süper iletkenler kuantum mekaniği ile açıklanabilirler.
1911 yılından bu yana keşfedilen süper iletkenler içerisinde bilinen metalik olmayan süper iletken hiç yoktu ancak stronyum titanat bunu değiştirdi. 1960'larda keşfedilen bu madde garip bir şekilde süper iletken özellikleri gösteriyor. Mevcut teorilerle açıklanamayan bu madde 'geleneksel olmayan süper iletkenler' olarak anılıyor ve benzer örnekleri bulunuyor.
Stanford Institute for Materials and Energy Science yazarlarından Adrian Swartz konuya ilişkin olarak yaptığı açıklamada "Aşırı davranışlarını inceleyerek, daha yüksek sıcaklıklarda çalışanlar da dahil olmak üzere bu alışılmamış malzemelerde süper iletkenliğe yol açan içerikler hakkında bilgi edinmeyi umuyoruz." ifadelerini kullandı.
Stronsiyum titanatın nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için, araştırmacılar atomlarının davranışlarını 'tunnelling spectroscopy' kullanarak analiz ettiler. Bu yöntem, bir malzemenin farklı bileşenlerinin enerjisini belirlemeye yarıyor. Basit gibi görünen yöntem uzun bir araştırma süreci ve hatırı sayılır bir teknolojiye ihtiyaç duyuyordu. Bununla ilgili fikirlerini belirten Hwang, bu deneyi yapma arzusunun on yıllardır olduğunu ancak teksink sorunlar yaşadığını belirtti.
Hwang'ın on yıllık merakına ve bekleyişine değecek şekilde araştırmacılar stronyum titanat ile ilgili oldukça heyecan verici bir keşfe imza attılar. Süper iletken metallerin atomlara zayıf olduğu durumlarda ve bol miktarda elektron titreyen kalabalığın arasından geçmek ve kayma işlemini yaptığında stronsiyum titanat tam tersi bir davranış sergiliyor. Stronyum titanat çok fazla serbest elektrona sahip değildir ancak atom kafesleri çok daha güçlü titreşimlere sahiptir. Bu da sonuç olarak süper iletken teori ile mükemmel bir şekilde örtüştüğü anlamına gelir.
