Al sinds de ontdekking in 2008 wekt een nieuw type van supergeleiders de interesse van wereldwijd onderzoek. In tegenstelling tot de tot nu toe bekende koper-keramiek soorten (Cuprates) bestaan hier de basisstructuur uit ijzer-verbindingen. Vooral omdat de nieuwe materialen op veel fundamentele punten van structuuropbouw verschillen met de cuprates hopen de onderzoekers nieuwe inzichten te verkrijgen met betrekking tot het ontstaan van het fenomeen supergeleiding.
Onderzoekers van het Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) hebben in een samenwerkingsverband met een inter-nationale groep wetenschappers een ‘magnetische handtekening’ ontdekt. Deze is universeel bij alle op ijzer gebaseerde supergeleiders, zelfs wanneer de oorspronkelijke verbindingen waaruit de supergeleiders ontstaan verschillende chemische eigenschappen hebben.
Supergeleiders worden gewoonlijk geproduceerd door het doteren van zogenaamde basisstructuren waarin men vreemde atomen inbrengt. Bij de nieuwe, op ijzer gebaseerde supergeleiders komt de symmetrie van een magnetische ordening precies overeen met die in supergeleiders. De onderzoekers hebben kristallen geproduceerd met ijzer, tellurium en seleen en met behulp van röntgenstralen en neutronendiffractie de chemische samenstelling en structuur bepaald.
Eigenschappen
Tijdens experimenten met neutronenverstrooiing in diverse onderzoeks-reactoren (onder andre in Genève, foto) hebben de onderzoekers de magnetische signalen in de kristallen gemeten. Ze hebben vastgesteld, dat de symmetrie van de magnetische structuur zich duidelijk onderscheidt van andere op ijzer gebaseerde basisverbindingen zoals de ijzer-arseen-verbinding. Maar verrassend genoeg speelt dit verschil geen rol bij de vorming van de supergeleidende eigenschap. Het magnetisch patroon in de supergeleider is in alle ijzerverbindingen gelijk en volgt kennelijk een universeel mechanisme.
Naar wat er bekend is over de magnetische ordening van ijzerverbinding, zouden de ijzer-tellurium-seleen materialen echter helemal geen super-geleiding mogen vertonen. Het tegendeel is echter het geval: ondanks de verschillen bij de uitgangsverbindingen is de handtekening voor supergeleidendheid gelijk. Als de onderzoekers kunnen ontdekken tot de supergeleiding vanuit de verschillende uitgangscondities ontstaat, zouden wellicht materialen kunnen worden ontwikkeld die bij nog hogere temperatuur supergeleidend zijn.
