Japanere finder ny type superleder

Japanske forskere præsenterer i denne uge i Nature det første nye organiske superledende materiale i mere end ti år.

"Det er en meget spændende nyhed, som vil stimulere forskning i lignende materialer," skriver Matthew Rosseinsky og Kosmas Prassides fra Durham University i en kommentar i Nature.

Ryoji Mitsuhashi fra Okayama University i Japan har taget udgangspunktet i molekylet picen (C22H12), som er et fladt molekyle, der består af fem benzenringe. Imellem de flade lag af picen er indført kaliumatomer, og når forholdet mellem kaliumatomer og picenmolekyler er omkring tre viser det sig, at materialet er elektrisk superledende ved lave temperaturer.

Den højeste værdi for grænsen mellem superledning og normal elektrisk ledningsevne i Kx(C22H12) er på 18 kelvin og er fundet for et materiale, hvor der er 3,3 kaliumatomer pr. picenmolekyle (x = 3,3).

Pi-elektronerne er nøglen

Det er ikke alle kulbrinte-forbindelser, som er interessante, når det drejer sig om elektrisk ledning.

Hvis kulstofatomer og brintatomer udelukkende er forbundet til hinanden med enkeltbindinger, er der tale om stærke sigma-bindinger, hvor elektronerne, der indgår i bindingen, er ude af stand til at lede elektricitet.

Er der derimod tale om dobbelt- eller trippelbindinger, vil der være tale om en stærk sigma-binding og en eller to svagere pi-bindinger, hvor elektronerne er mindre tæt forbundet. Pi-elektroner kan tage del i elektrisk ledning og optiske processer. Organisk elektronik, der finder anvendelse inden for bl.a. displays og solceller, er derfor baseret på pi-elektroner.

Superledning baseret på pi-elektroner i kulstofbindinger blev første gang observeret i KC8, som består kaliumatomer i mellemrummene mellem flade grafitlag. KC8 er superledende under 0,125 kelvin.

Ved at bruge calciumatomer i stedet for kaliumatomer (CaC6) har man siden bragt overgangstemperaturen op til 11 kelvin. Man kan også indføre metalatomer i det fodboldformede molekyle C60 - og for to år siden fandt man, at Cs3C60 er superledende under 38 kelvin.

Nu hvor Mitsuhashi og Co. har vist, at det simple picenmolekyle har potentiale som superleder, mener Rosseinsky og Prassides, at man kan forvente studier af lignende forbindelse, de såkaldte acener, som er flade kulbrintemolekyler opbygget med et varierede antal benzenringe.

Dokumentation

Nature artikel: Superconductivity in alkali-metal-doped picene

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Er der nogle som ved hvornår og hvordan supraleder blev til superleder.

Er der nogle udover mig som ynder at bruger ordet supraleder.

PS: Jeg skylder min gamle mentor Sander fra Haslev Teknikum tak for at have introduceret mig for denne smukke term.

  • 0
  • 0

Når nu HgBaCaCuO er superledende til 160°K er et stof, superledende til 18°K, da ikke specielt interessant - eller er det?

  • 0
  • 0

Når nu HgBaCaCuO er superledende til 160°K er et stof, superledende til 18°K, da ikke specielt interessant - eller er det?

Jo, fordi det nye stof er organisk :=)

  • 0
  • 0

Nu har jeg talt efter en del gange, men jeg synes hele tiden at få det til C22H14 og ikke C22H12, som der står skrevet alle steder i artiklen. Er der nogle der kan forklare hvad jeg gør forkert eller bekræfte min iagttagelse?

  • 0
  • 0

Nu har jeg talt efter en del gange, men jeg synes hele tiden at få det til C22H14 og ikke C22H12, som der står skrevet alle steder i artiklen. Er der nogle der kan forklare hvad jeg gør forkert eller bekræfte min iagttagelse?

Jeg får det også til 14 brintatomer. Måske molekylet har reageret med kalium, så 2 protoner er revet af? - Men det passer jo ikke helt med de 3.3, der står i artiklen.

  • Søren
  • 0
  • 0

Efter at have kigget i artiklen i Nature, ser jeg ikke noget om nogen reaktion - så det må være en trykfejl i artiklen ovenfor!

  • Søren
  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten