Asymmetrische supergeleiding in koperoxideverbindingen
13 december 2005
Het is bijna twintig jaar geleden dat supergeleiding bij relatief hoge
temperaturen werd ontdekt in koperoxideverbindingen, met
YBa Cu O als bekendste voorbeeld van die verbindingen. Waarom
deze supergeleidend zijn, is nog altijd onduidelijk. De supergeleiding
vindt plaats langs de twee assen in de koperoxidevlakken in deze
verbindingen en verdwijnt langs de diagonaal in deze vlakken. De reden
hiervoor is onbekend, maar verbergt naar verwachting wel het
mechanisme achter de supergeleiding.
Onderzoekers van de Stichting FOM en de Universiteit Twente hebben nu
gedetailleerde metingen weten te doen aan de supergeleiding langs de
assen in de koperoxidevlakken in YBa Cu O . Langs de ene as in
de kristalstructuur blijkt de supergeleiding 50% sterker te zijn dan
langs de andere as. Dit helpt hopelijk meer inzicht in het mechanisme
te krijgen. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in de Physical
Review Letters van deze week.
Kenmerkend voor alle hoge-temperatuur-supergeleiders zijn de vlakken
van koperoxide in hun kristalstructuur. Algemeen wordt aangenomen dat
de supergeleiding in deze vlakken plaatsvindt. Een opmerkelijk aspect
van deze supergeleidende toestand is dat de supergeleiding langs de
koper-zuurstofbindingen in deze vlakken (de a- en b-richting van de
kristallen) heel sterk is, maar in de diagonale richting in deze
vlakken verdwijnt. Dit staat bekend als de d-symmetrie. Waarom deze
symmetrie er is weet men niet, maar het vermoeden bestaat dat hierin
het mechanisme van de hoge-temperatuur supergeleiding verborgen ligt.
Nu zijn in sommige van deze supergeleiders de a- en b-richtingen
kristallografisch niet helemaal gelijk. Dat is bijvoorbeeld bij
YBa Cu O het geval. Dit maakt het interessant om nauwkeurige
metingen te doen aan het verschil langs de a- en de b-as. De
onderzoekers*) hebben dit nu in detail gedaan. Ze koppelden een dunne
laag YBa Cu O met betrouwbaar vastliggende richtingen van de a-
en de b-as aan smalle elektroden van de klassieke supergeleider
niobium die over een hele cirkel om de vijf graden waren aangebracht.
Zo konden ze in alle richtingen in het ab-vlak van YBa Cu O
meten.
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek