نانوخوشه‌ها به عنوان ابررساناهای جدید

بر طبق یافته‌های اخیر دانشمندان، می‌توان دسته‌ی جدیدی از ابررساناهای دمابالا ساخت. ولادمیر کرسین از آزمایشگاه لاورنس‌برکلی (Lawrence Berkeley Lab) در کالیفرنیا و ماتین جارلد از دانشگاه هند به همکارانشان از مسکو اعلام کرده‌اند که به شواهدی مبتنی بر ابررسانایی نانوخوشه‌های آلومینیومی در دمای &#۱۷۷۸&#۱۷۷۶&#۱۷۷۶ درجه‌ی کلوین دست یافته‌اند. این در حالی است که بهترین ابررساناهای دمابالای کنونی تا دمای &#۱۷۷۷&#۱۷۷۹&#۱۷۸۴ درجه‌ی کلوین ابررسانا می‌باشند.

بر طبق یافته‌های اخیر دانشمندان، می‌توان دسته‌ی جدیدی از ابررساناهای دمابالا
ساخت. ولادمیر کرسین از آزمایشگاه لاورنس‌برکلی Lawrence Berkeley Lab در
کالیفرنیا و ماتین جارلد از دانشگاه هند به همکارانشان از مسکو اعلام کرده‌اند که
به شواهدی مبتنی بر ابررسانایی نانوخوشه‌های آلومینیومی در دمای ۲۰۰ درجه‌ی کلوین
دست یافته‌اند. این در حالی است که بهترین ابررساناهای دمابالای کنونی تا دمای ۱۳۸
درجه‌ی کلوین ابررسانا می‌باشند.

برای کاربردهای الکترونیکی، محققان مایلند تا ابررساناهایی با دمای بحرانی بالاتر
(دمایی که ماده در زیر آن ابر رسانا است) و در حد دمای اتاق داشته باشند. ساخت چنین
ابررساناهایی در نحوه‌ی عملکرد ابزارهای الکتریکی تغییراتی شگرف ایجاد کرده و
می‌تواند به دومین انقلاب صنعتی منجر گردد. هم‌اکنون اکسیدهای فلزی‌ای که کوپرات
(cuprate) نامیده می‌شوند بالاترین دمای بحرانی را در بین ابر‌رساناهای موجود
دارند.

آزمایشاتِ جدید بر پایه‌ی روشی که سه سال پیش توسط یک گروه از دانشگاه هند ابداع
شده بود، طراحی گردید. محققان مذکور به‌کمک این آزمایشات توانستند تغییرات ایجاد
شده در ظرفیت گرمایی نانوخوشه‌های منفرد که در یک پرتو خوشه‌ای موجود هستند را
اندازه گیری کنند. آنها دریافتند که تغییر فاز، به فاز ابررسانا در دمای ۲۰۰ درجه‌ی
کلوین رخ می‌دهد.

نانوخوشه‌های فلزی مانندAL-45 وAL-47 دارای سیستمی از الکترون‌های (آزادِ)
غیرجایگزیده هستند که از حالت‌های والانسِ اتم‌های آلومینیوم نشأت می‌گیرند. از
آنجایی که هر اتم آلومینیوم دارای سه الکترون والانس است کل نانوخوشه‌یAL-45 دارای
۱۳۵ الکترون آزاد و نانوخوشه‌یAL-47 دارای ۱۴۱ الکترون آزاد می‌باشد. این محققان
اندازه‌گیری‌های خود را بر روی حالت یونیزه‌ی خوشه‌ها انجام دادند زیرا در این حالت
می‌توان نانوخوشه‌های مذکور (که حدود ۱٫۲ نانومتر عرض دارند) را از طریق طیف‌نمایی
جرمی انتخاب نمود.

تغییرات در ظرفیت گرمایی، گواه مهمی برای گذار به یک فاز ابررسانا می باشد. با این
حال برای کسب اطلاعات بیشتر در این خصوص باید اثرات دیگری چون مقاومت الکتریکی صفر
برای زنجیره‌ی تشکیل شده از طریق خوشه‌ها و اثر مایسنر تحت بررسی قرار گیرند.

کرسین اظهار داشت که یافته‌های آنها می‌تواند برای ساخت شبکه‌های تونل‌زنی‌ای که
دارای نانوخوشه‌ها (به عنوان اجزای سازنده) هستند سودمند واقع شود. هم‌اکنون گروه
مذکور در پی آنند تا خوشه‌های فلزی غیر آلومینیومی را مطالعه نمایند و امیدوارند تا
به این شکل به دماهای بحرانی بالاتری دست پیدا کنند. ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌همچنین آنها
قصد دارند تا به منظور دستیابی به اطلاعات بیشتر در مورد حالت جفت‌شدگی ابررسانایی
در این خوشه‌ها از طیف‌نمایی خوشه بهره بگیرند. علاوه بر این، گروه مذکور در حال
انجام محاسبات بر روی خصوصیاتِ شبکه‌های خوشه‌ای می‌باشند. این شبکه‌ها قادرند تا
نسبت به ابررساناهای حجیم، جریان بیشتری از خود عبور دهند.