L'Ames Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ha creato con successo il primo campione monocristallino di un nuovo superconduttore di arseniuro di ferro, CaKFe4As4, e gli studi su questo materiale hanno messo in discussione alcuni modelli teorici di superconduttività di vecchia data.

Il materiale si distingue per avere l'elevata temperatura superconduttiva di 35 K senza la necessità di piccole quantità di elementi aggiuntivi (come cobalto o nichel), chiamati droganti.

"Questo è importante perché i droganti, precedentemente utilizzati per indurre la superconduttività, interferiscono anche con la superconduttività e altre importanti proprietà fisiche dei materiali", ha affermato Adam Kaminski, Scienziato del Laboratorio Ames e professore presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Iowa State University. "Questo materiale ci ha dato un'eccellente opportunità per studiare la superconduttività in campioni incontaminati senza l'interferenza di droganti".

Utilizzando la spettroscopia di fotoemissione risolta ad angolo ad alta risoluzione e la teoria del funzionale della densità, i ricercatori sono stati in grado di misurare il divario superconduttore in aree dello spazio del momento che in precedenza erano inaccessibili in altri materiali, e hanno scoperto che i loro risultati contraddicevano il modello di fluttuazione antiferromagnetica ampiamente accettato.

"I nostri dati ottenuti da campioni di superconduttore ferro-arsenico incontaminato rappresentano una grande deviazione dai precedenti studi su campioni drogati e mettono in discussione alcune teorie ben consolidate, " ha detto Kaminski. "Significa che le previsioni dei modelli precedenti sono valide solo in parte, e ci sono molti aspetti che non sono completamente compresi. Ciò che il nostro lavoro ha ottenuto è creare una nuova via pulita di ricerca, verso la ricerca di un modello generale per spiegare il comportamento di questi nuovi superconduttori".