Questa figura mostra (a) cationi di elementi alcalini (1+) e alcalino-terrosi (2+), così come il bivalente Eu, insieme ai loro raggi ionici, e (b) le strutture 122 e (c) 1144 dei pnictidi di ferro. I possibili ordini magnetici del Fe sono mostrati in (d) ordine delle strisce e (e) ordine "riccio" o spin-vortice. Credito:Laboratorio Ames
Una collaborazione tra gli scienziati del Laboratorio Ames del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e l'Istituto di Fisica Teorica dell'Università Goethe di Francoforte sul Meno ha previsto computazionalmente una serie di proprietà uniche in un gruppo di superconduttori a base di ferro, compresa la superelasticità a temperatura ambiente.
Il laboratorio Ames ha prodotto campioni di uno di questi materiali di arseniuro di ferro con calcio e potassio, CaKFe 4 Come 4 , e scoprì sperimentalmente che quando messo sotto pressione, la struttura del materiale è crollata notevolmente.
"È un grande cambiamento di dimensione per un materiale non simile alla gomma, e volevamo sapere esattamente come si stava verificando quello stato di collasso, " ha detto Paul Canfield, uno scienziato senior presso l'Ames Laboratory e un Distinguished Professor e il Robert Allen Wright Professor di Fisica e Astronomia presso la Iowa State University.
Attraverso simulazioni computazionali della pressione, i ricercatori hanno appreso che il materiale è crollato in fasi, chiamate "fasi tetragonali semicollassate", con la struttura atomica vicino agli strati di calcio nei materiali che è crollata per prima, seguito dal collasso dello strato di potassio a pressioni più elevate. Le simulazioni hanno anche previsto che questi comportamenti potrebbero essere trovati in materiali simili che non sono ancora stati testati sperimentalmente.
"Non solo questo studio ha implicazioni per le proprietà del magnetismo e della superconduttività, può avere un'applicazione molto più ampia nell'elasticità a temperatura ambiente, " ha detto Canfield.
Canfield ha collaborato con Roser Valenti presso l'Istituto di Fisica Teorica della Goethe University di Francoforte sul Meno, che ha servito come membro della facoltà ospitante per l'Humboldt Award di Canfield nel 2014.
È stato un piacere come sperimentatore essere in grado di accedere alle capacità computazionali sempre crescenti di questo gruppo teorico per modellare e prevedere proprietà, " ha detto Canfield.
La ricerca è ulteriormente discussa nel documento, "Tendenze nelle fasi tetragonali semicollassate selettive per strati indotte dalla pressione nella famiglia dei superconduttori a base di ferro AeAFe 4 Come 4 , " scritto da Vladislav Borisov, Paul C. Canfield, e Roser Valenti; e pubblicato come suggerimento dell'editore in Revisione fisica B .
