Quando alcuni materiali vengono raffreddati al di sotto di una temperatura critica diventano superconduttori, con resistenza elettrica nulla. Un team di ricerca internazionale ha osservato uno stato elettronico insolito nel nuovo arseniuro di cromo superconduttore. Questa scoperta potrebbe rivelarsi utile nella futura ricerca sui superconduttori e nella progettazione dei materiali. Lo studio è stato pubblicato il 5 giugno in Comunicazioni sulla natura .

Queste scoperte sono state fatte da un gruppo di ricerca dell'Università cinese di Hong Kong in collaborazione con il Professore Associato KOTEGAWA Hisashi (Kobe University Graduate School of Science) e altri ricercatori dell'Università di Kobe e dell'Università di Kyoto.

I superconduttori ben noti includono i superconduttori di ossido di rame ad alta temperatura e i superconduttori a base di ferro. Questi hanno strutture cristalline a strati bidimensionali. In contrasto, l'arseniuro di cromo ha una struttura cristallina "non simmorfica" formata da catene a zigzag di cromo (vedi figura 1). La relazione tra questa struttura cristallina e la sua superconduttività ha attirato l'attenzione degli scienziati.

La superconduttività dell'arseniuro di cromo è stata scoperta nel 2014 sotto pressione, ed è il primo superconduttore magnetico ad incorporare il cromo.

Il gruppo di ricerca ha scoperto che a temperature ultrabasse, la resistenza elettrica dell'arseniuro di cromo mostra un aumento lineare contro il campo magnetico. Nei metalli normali la resistenza aumenta al quadrato del campo magnetico, creare un grafico curvo (parabolico), ma la resistenza al campo magnetico dell'arseniuro di cromo fa un grafico lineare (vedi figura 2). La resistenza magnetica lineare viene creata in circostanze estremamente speciali quando la massa dell'elettrone all'interno di un solido diventa effettivamente più piccola. Ci sono casi in cui si verifica in materiali a basso vettore non magnetici, ma l'arseniuro di cromo è un metallo con forti proprietà magnetiche e qualità molto diverse da altri materiali che hanno mostrato una resistenza magnetica lineare. La speciale struttura cristallina dell'arseniuro di cromo potrebbe aver creato questo insolito stato elettronico.

Questi risultati mostrano che la superconduttività dell'arseniuro di cromo presenta uno stato elettronico insolito, informazioni che potrebbero contribuire alla ricerca sulla superconduttività e alla progettazione dei materiali.