समाचारं

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

अतिचालकाः विशालप्रयोगक्षमतायाः कारणात् बहु ध्यानं आकर्षितवन्तः

नूतनानां उच्चतापमानानाम् अतिचालकानाम् अन्वेषणम्

वैज्ञानिकसमुदायः यत् लक्ष्यं प्राप्तुं प्रयतते तत् एव

प्रकृतिः अधुना एव फुडानविश्वविद्यालयस्य नवीनतमं परिणामं प्रकाशितवती अस्ति

अन्यः नूतनः उच्चतापमानस्य अतिचालकस्य आविष्कारः अभवत्!

भौतिकी विभाग, फुडान विश्वविद्यालय

प्रोफेसर झाओ जुन् इत्यस्य दलम्

उच्च-दाब-आप्टिकल-प्लवक-क्षेत्र-प्रौद्योगिक्याः उपयोगेन सफलतया वर्धितः

निकेल आक्साइडस्य त्रयः स्तराः La4Ni3O10

उच्चगुणवत्तायुक्त एकस्फटिक नमूने

सिद्धम्निकेल-आक्साइड्-आक्साइड्-इत्येतत् दाब-प्रेरितं भवति

थोक अतिचालकता

(बल्क अतिचालकता) २.

अस्य अतिचालक आयतनभागः ८६% यावत् भवति ।

अध्ययनेन एतदपि ज्ञातं यत् एतादृशी सामग्री प्रदर्शयति

विदेशीय धातुः अद्वितीयः अन्तरस्तरयुग्मनव्यवहारः च

उच्चतापमानस्य अतिचालकतायाः तन्त्रं अवगन्तुं जनानां सहायतार्थम्

नूतनानि दृष्टिकोणानि मञ्चानि च प्रदाति

बीजिंगसमये जुलैमासस्य १७ दिनाङ्के सायंकाले "दबावयुक्तत्रिस्तरस्य La4Ni3O10-δ एकस्फटिकेषु अतिचालकता" इति शीर्षकेण प्रकृतिस्य नवीनतमाङ्के शोधपरिणामाः प्रकाशिताः तस्मिन् एव काले नेचर इत्यनेन अस्य लेखस्य मुख्यविषयाणां अनुशंसा कृता, परिचयः च "News&Views" इति स्तम्भे "The search for supercoductivity widens" इति शीर्षकेण कृतम्

झाओ जुन् (अग्रपङ्क्तौ वामतः तृतीयः) शोधदलस्य सदस्यानां समूहचित्रम्

किं निकेल-आक्साइड् बल्क-अतिचालकः भवितुम् अर्हति ?

भौतिकशास्त्रस्य प्रहेलिकासु उत्तराणि सन्ति

अतिचालकाः तान् पदार्थान् निर्दिशन्ति येषां प्रतिरोधः शून्यः भवति तथा च विशिष्टसंक्रमणतापमानस्य अन्तर्गतं पूर्णतया द्विचुम्बकीयः भवति अनुप्रयोगाः । एतावता अतिचालकताविषये अनुसन्धानार्थं १० वैज्ञानिकाः नोबेल्पुरस्कारं प्राप्तवन्तः ।

१९११ तमे वर्षे डच् भौतिकशास्त्रज्ञः Heike Kamerlingh Onnes इत्यनेन प्रथमवारं पारे (Hg) अतिचालकतायाः आविष्कारः कृतः यदा सः पारं प्रायः ४ K ("K" इत्यस्य अर्थः ऊष्मागतिकी इति भवति यदा तापमानस्य एककं "Kelvin" (4 K=-269.15°C) भवति तदा the... पाराप्रतिरोधः सहसा अन्तर्धानं भूत्वा शून्यं भवति। दीर्घकालं यावत् वैज्ञानिकानां मतं आसीत् यत् केवलं पारम्परिकधातुः, पारा, सीसः, एल्युमिनियमः इत्यादयः सरलमिश्रधातुः च अत्यन्तं न्यूनतापमानस्य अतिचालकतां प्रदर्शयितुं शक्नुवन्ति इति

१९८६ तमे वर्षे एव जोहान्स् जॉर्ज बेडनोर्ज्, कार्ल अलेक्जेण्डर मुलर च लैन्थेनम बेरियम ताम्र-आक्साइड् (La-Ba-Cu-O) घटनायां उच्च-तापमानस्य अतिचालकतायाः आविष्कारं कृतवन्तौ, महत्त्वपूर्णं तापमानं ३० के.पर्यन्तं भवितुम् अर्हति पश्चात् चीनीयवैज्ञानिकसहिताः अनेकेषां देशानाम् वैज्ञानिकाः अतिचालकस्य महत्त्वपूर्णं तापमानं द्रवनाइट्रोजनतापमानपरिधिपर्यन्तं (७७ के.) यावत् १३० के.

उच्चतापमानस्य अतिचालकतायाः आविष्कारेन जनानां अवगमनं भग्नम् यत् अतिचालकता केवलं अत्यन्तं न्यूनतापमानेषु एव अस्तित्वं भवितुम् अर्हति ।वर्षेषु विश्वस्य सर्वेभ्यः वैज्ञानिकाः उच्चतापमानस्य अतिचालकतायाः घटनायाः विषये विविधरूपेण गहनसंशोधनं कृतवन्तः परन्तु प्रायः चतुर्दशकपर्यन्तं प्रयत्नस्य अनन्तरं तस्य निर्माणतन्त्रम् अद्यापि अनवधानं रहस्यम् अस्ति

उच्चतापमानस्य अतिचालकतायाः अध्ययनस्य एकः महत्त्वपूर्णः विषयः नूतनानां उच्चतापमानस्य अतिचालकानाम् अन्वेषणम् अस्ति । एकतः जनाः उच्चतापमानस्य अतिचालकतायाः तन्त्रं नूतनदृष्ट्या अवगन्तुं सूचकाः अन्वेष्टुं आशां कुर्वन्ति अपरतः नूतनाः भौतिकप्रणाल्याः अपि नूतनाः अनुप्रयोगसंभावनाः प्रदातुं शक्नुवन्ति

आवर्तसारणीयां निकेलः ताम्रस्य पार्श्वे अस्ति, उच्चतापमानस्य अतिचालकतां प्राप्तुं निकेल-आक्साइड् महत्त्वपूर्ण-अभ्यर्थी-सामग्रीषु अन्यतमः इति मन्यतेपरन्तु दशकशः संशोधनानन्तरं ज्ञातं यत् निकेल-आक्साइड्-मध्ये अतिचालकतां प्राप्तुं परिस्थितयः अतीव आग्रहीणाः सन्ति ।

२०१९ तमे वर्षे NiO2 मुखस्य अनन्तस्तरयुक्तस्य Nd0.8Sr0.2NiO2 प्रणाल्याः अतिचालकता इति सूचना प्राप्ता, यत्र संक्रमणतापमानं प्रायः ५-१५ के. परन्तु अस्य प्रकारस्य तन्त्रस्य अतिचालकता केवलं पतलीपटलस्य नमूनासु एव भवितुम् अर्हति, बल्कसामग्री च अतिचालकतां प्राप्तुं न शक्नोति ।

२०२३ तमे वर्षे चीनीयवैज्ञानिकाः निकेल-आक्साइड् La3Ni2O7 इत्यस्मिन् द्विस्तरीय-NiO2-पृष्ठसंरचनायुक्ते दबाव-प्रेरित-उच्च-तापमान-अतिचालकतायाः आविष्कारं कृतवन्तः अतिचालक-महत्त्वपूर्णं तापमानं ८० के . परन्तु अस्य पदार्थस्य अतिचालक आयतनभागः न्यूनः भवति, सहजतया रेशमय-अतिचालकतां प्रदर्शयति, बल्क-अतिचालकतां निर्मातुं कठिनं भवति अतः नूतनानि अतिचालकतन्त्राणि अन्वेष्टुं, अतिचालक आयतनभागं वर्धयितुं, बल्क अतिचालकतां प्राप्तुं च महत्त्वपूर्णम् अस्ति ।

अस्मिन् समये नेचर इत्यनेन प्रकाशितेषु शोधपरिणामेषु झाओ जूनस्य दलेन उच्चगुणवत्तायुक्तं त्रिस्तरीयं निकेल-आक्साइड् La4Ni3O10 एकस्फटिक-नमूना सफलतया संश्लेषितं जातम् अंशः ८६% यावत् भवति, यत् निकेल-आक्साइडस्य बल्क-अतिचालकगुणान् दृढतया सिद्धयति ।

"एषः अतिचालक आयतनभागः क्यूप्रेट् उच्चतापमानस्य अतिचालकानाम् समीपे अस्ति, यत् निस्संदेहं निकल आक्साइडस्य बल्क अतिचालकत्वस्य पुष्टिं करोति।"

अतिचालकसंशोधनार्थं नूतनं दृष्टिकोणं मञ्चं च प्रदातव्यम्

उच्च-प्रदर्शन-उच्चतापमान-अतिचालकानाम् आविष्कारार्थं प्रतिबद्धः

झाओ जूनः कैलिफोर्नियाविश्वविद्यालये, बर्कले-नगरे स्वस्य उत्तर-डॉक्टरेट्-कार्यं सम्पन्नं कृत्वा २०१२ तमे वर्षे आगतः अपि च बृहत्-परिमाणेन, उच्चगुणवत्तायुक्तेषु एकस्फटिकेषु संलग्नाः, नमूनानां वृद्धिः, तेषां उष्मागतिकी-परिवहनगुणानां मापनं च ।

"उच्चतापमानस्य अतिचालकतासंशोधनस्य सफलताः अधिकतया प्रयोगैः चालिताः भवन्ति, विशेषतः नूतनानां अतिचालकानाम् आविष्कारः। एतावता बहवः घटनाः सन्ति, येषां व्याख्यां विद्यमानसिद्धान्तैः पूर्णतया कर्तुं न शक्यते, "निकेल-आक्साइड् एकलस्य वृद्धि-स्थितयः crystal samples are very harsh , एकस्फटिकनमूनानां स्थिरवृद्धिं प्राप्तुं विशिष्टे उच्च-आक्सीजन-दाब-वातावरणे उच्च-तापमानं तीक्ष्ण-तापमान-ढालं च निर्वाहयितुम् आवश्यकम् यतः चरण-निर्माणार्थं आक्सीजन-दाब-विण्डो लघुः भवति, बहुभिः सह निकेल-आक्साइड्-स्तराः घटकाः प्रकटितुं प्रवृत्ताः भवन्ति ।

दलउच्च-दाब-आप्टिकल-प्लवक-क्षेत्र-प्रौद्योगिक्याः उपयोगेन बहूनां नमूनानां वृद्धिः अभवत्, नियमानाम् अन्वेषणं सारांशं च कृतम्, अनेकेषां विफलतानां अनन्तरं, अन्ततः शुद्धचरणत्रिस्तरीयं La4Ni3O10 निकेल-आक्साइड् एकस्फटिक-नमूना सफलतया संश्लेषितम् ततः परं, दलेन न्यूट्रॉन् विवर्तनस्य, एक्स-रे विवर्तनमापनस्य च श्रृङ्खला कृता,जालसंरचना, प्राणवायुपरमाणुनिर्देशाङ्काः, पदार्थस्य सामग्री च समीचीनतया मापिता, तत्र प्रायः शिखरप्राणवायुदोषाः न सन्ति इति ज्ञातम्。

(क) La4Ni3O10-δ एकस्फटिक नमूने का फोटो (ख) दबाव में जाली संरचना का विकास;

उच्चगुणवत्तायुक्तानां एकस्फटिकनमूनानां आधारेण, दलेन सहकारिभिः च La4Ni3O10 दबावेन प्रेरितस्य अतिचालकशून्यप्रतिरोधघटनायाः आविष्कारार्थं हीरकनिहाईप्रौद्योगिक्याः उपयोगः कृतः द्विचुम्बकीयदत्तांशस्य आधारेण अनुमानितम् अस्ति यत् अस्य एकस्फटिकनमूनायाः अतिचालकआयतनभागः ८६% यावत् अधिकः अस्ति, येन निकल आक्साइडस्य बल्क अतिचालकगुणानां पुष्टिः भवति

La4Ni3O10-δ एकस्फटिक नमूने के प्रतिरोध तथा चुम्बकीय संवेदनशीलता मापन परिणाम

अनन्तस्तरस्य द्विस्तरीयनिकेल-आक्साइडस्य च विपरीतम्, यत्र NiO2 पृष्ठेषु समानं रासायनिकवातावरणं भवति, त्रिस्तरीयसंरचनायाः निर्मितः अद्वितीयः सैण्डविचसंरचना NiO2पृष्ठानां बाह्यमध्यमस्तरयोः भिन्नरासायनिकवातावरणं भवितुं शक्नोति, अतः आन्तरिक-बाह्य-स्तरयोः भिन्न-भिन्न-रासायनिक-वातावरणं भवितुं NiO2-पृष्ठे भिन्न-भिन्न-चुम्बकीय-संरचना, इलेक्ट्रॉन-सहसंबन्ध-शक्तिः, अतिचालक-युग्मनस्य बलम् अपि उत्पाद्यतेउच्चतापमानस्य अतिचालकतायाः निर्माणे अन्तरस्तरयुग्मनस्य आभारस्थापनस्य च भूमिकां अवगन्तुं एकं अद्वितीयं मञ्चं प्रदाति。

तदतिरिक्तं त्रिस्तरीयनिकेल-आक्साइड्-इत्यस्य अनन्त-स्तरस्य द्वि-स्तरीय-प्रणाल्याः अपेक्षया अधिकं प्रबलः प्रतिलोहचुम्बकीयक्रमः भवति, यत् स्पिन-सहसंबन्धस्य स्पिन-उतार-चढावस्य च सम्बन्धं, निकेल-आक्साइडस्य उच्च-तापमान-अतिचालक-तन्त्रस्य च अवगमनाय उत्तमः आधारः प्रदाति .

अस्य शोधस्य परिणामाः दबावे La4Ni3O10 प्रणाल्याः अतिचालकचरणचित्रस्य अपि नाजुकरूपेण चित्रणं कुर्वन्ति, येन चरणचित्रे आभारघनत्वतरङ्गानाम्/स्पिनघनत्वतरङ्गानाम्, अतिचालकता, विदेशीयधातुव्यवहारस्य, स्फटिकसंरचनायाः चरणसंक्रमणस्य च सम्बन्धः स्पष्टः भवति परिणामानि दर्शयन्ति यत् निकेल-आक्साइड-अतिचालकतायां क्यूप्रेट-अतिचालकतायाः भिन्नं अन्तरस्तर-युग्मन-तन्त्रं भवितुम् अर्हति, यत् निकेल-आक्साइड-अतिचालकतायाः विद्युत्-तन्त्रस्य विषये महत्त्वपूर्णं अन्वेषणं प्रदाति तथा च स्पिन-क्रम-आभार-क्रमस्य, सपाट-पट्टिका-संरचनायाः च अन्वेषणाय आधारं प्रदाति अन्तरस्तरसहसंबन्धाः, विदेशीयधातुव्यवहारानाम् उच्चतापमानस्य अतिचालकतायाः च मध्ये जटिलपरस्परक्रियाः महत्त्वपूर्णं सामग्रीमञ्चं प्रददति

दबावे La4Ni3O10-δ का चरण आरेख

अग्रिमे चरणे झाओ जूनस्य दलं उच्चतापमानस्य अतिचालकत्वस्य क्षेत्रे प्रमुखविषयेषु ध्यानं ददाति, विभिन्नप्रणालीषु उच्चतापमानस्य अतिचालकानाम् आन्तरिकसंयोजनानां तन्त्राणां च अन्वेषणं करिष्यति, उच्चतरप्रदर्शनयुक्तानां उच्चतापमानस्य अतिचालकानाम् अवगमनं, आविष्कारं च करिष्यति .

फुडानविश्वविद्यालयस्य प्राध्यापकः झाओ जूनः, चीनीविज्ञानस्य अकादमीयाः भौतिकशास्त्रसंस्थायाः शोधकः गुओ जियाङ्गङ्गः, बीजिंग उच्चवोल्टेजविज्ञानसंशोधनकेन्द्रस्य शोधकर्त्ता जेङ्ग किआओशी च अस्य पत्रस्य सहसंवाददातारः सन्ति फुडानविश्वविद्यालये भौतिकशास्त्रविभागे पोस्टडॉक्टरेट्-सहयोगी झू यिंगहाओ, बीजिंग-उच्चवोल्टेज-विज्ञान-अनुसन्धानकेन्द्रे डॉक्टरेट्-छात्रः पेङ्ग-डी, फुडान-विश्वविद्यालयस्य भौतिकशास्त्रविभागात् झाङ्ग-एन्काङ्गः, ओशन-विश्वविद्यालयस्य एसोसिएट-प्रोफेसरः पान-बिङ्गिङ्गः चीनदेशः, चीनीयविज्ञानस्य अकादमीयाः भौतिकशास्त्रसंस्थायाः अभियंता चेन् जू च सहप्रथमलेखकाः सन्ति । अस्य शोधस्य समर्थनं राष्ट्रियविज्ञानप्रौद्योगिकीप्रतिष्ठानेन, विज्ञानप्रौद्योगिकीमन्त्रालयेन, शङ्घाईविज्ञानप्रौद्योगिकीआयोगेन, बीजिंगप्राकृतिविज्ञानप्रतिष्ठानेन, शाण्डोङ्गप्राकृतिविज्ञानप्रतिष्ठानेन च कृतम् अस्य अध्ययनस्य कृते आँकडानां भागः चीनीयविज्ञान-अकादमीयाः व्यापक-अत्यन्त-स्थिति-प्रयोग-सुविधा, संयुक्त-राज्यस्य ओक-रिड्ज्-राष्ट्रीय-प्रयोगशाला, शङ्घाई-सिन्क्रोट्रॉन्-विकिरण-स्रोत-इत्यादिषु बृहत्-वैज्ञानिक-मञ्चेषु एकत्रितः

लेख लिंक

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07553-3

संकलनम्

विद्यालय मीडिया केन्द्र

शब्दः

यिन मेन्घाओ डिंग चाओयी

चित्र

साक्षात्कारकर्ता द्वारा प्रदत्त फोटो

प्रभारी सम्पादक

यिन मेन्घाओ

किउ जीएक्सिन्

▼अधिकं फुडान-समाचारं प्राप्तुं कृपया फुडान-विश्वविद्यालयस्य आधिकारिकजालस्थले ध्यानं दत्तव्यम्।