Wzmocnienie nadprzewodnictwa wywołane ciśnieniem w CaKFe₄As₄ z manganem
| Informacje ogólne - Ważne wydarzenia |
CaKFe4As4 jest szczególnie interesującym nadprzewodnikiem stechiometrycznym, ponieważ w przeciwieństwie do większości nadprzewodników na bazie żelaza, wykazuje nadprzewodnictwo bez konieczności domieszkowania chemicznego. Ta wyjątkowa cecha sprawia, że jest on idealną platformą do badania efektów selektywnej substytucji pierwiastków w nadprzewodzących warstwach FeAs.
Zespół badawczy prof. Shiva J. Singha (Laboratorium NL-6 Nadprzewodników i Technologii Wodorowych) przeprowadził systematyczne badania wpływu substytucji manganu (Mn) w połączeniu z syntezą pod wysokim ciśnieniem na właściwości nadprzewodzące CaKFe₄As₄. Objętościowe próbki CaK(Fe₁₋ₓMnₓ)₄As₄ domieszkowane manganem zostały otrzymane zarówno metodą konwencjonalnej syntezy w stanie stałym, jak i metodą syntezy pod wysokim ciśnieniem.
Chociaż domieszkowanie Mn zazwyczaj tłumi nadprzewodnictwo w układach na bazie żelaza, wykazano, że zastosowanie syntezy wysokociśnieniowej częściowo przeciwdziała temu niekorzystnemu efektowi. W rezultacie zaobserwowano znaczny wzrost temperatury przejścia nadprzewodzącego (Tc) o około 3–7 K dla próbek z 2–3% Mn. Ponadto badania pokazały unikalne zachowanie CaKFe4As4 domieszkowanego Mn, gdzie wzrost Tc można osiągnąć dzięki połączonym efektom kontrolowanego domieszkowania i wysokiego ciśnienia.
Więcej szczegółów można znaleźć w publikacji: Manasa Manasa, Mohammad Azam, Tatiana Zajarniuk, Svitlana Stelmakh, Tomasz Cetner, Andrzej Morawski i Shiv J. Singh zatytułowanej „Enhancement of the Superconducting Transition Temperature in Mn-doped CaKFe4As4 Processed by the High gas-pressure and High-temperature Synthesis Method” Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 39, 10 (2026).
https://doi.org/10.1007/s10948-025-07115-2
Rysunek: Porównawcze podsumowanie temperatur przejścia nadprzewodzącego (Tc) dla materiałów CaK(Fe₁₋ₓMnₓ)₄As₄ wytworzonych metodą CSP w ciśnieniu otoczenia oraz metodą syntezy w wysokim ciśnieniu i temperaturze (HP-HTS), wraz z danymi literaturowymi dotyczącymi monokryształów CaKFe₄As₄ domieszkowanych manganem, wyhodowanych metodą konwencjonalną w ciśnieniu otoczenia [22], przedstawiono wraz ze stężeniem manganu (x). Wartości temperatury przejścia są określane na podstawie pomiarów oporności, R(T), i magnetycznych M(T).
