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PROGRAMMA DI RICERCA 2006
italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
- 1 - Superconduttività a due gap nell'MgB2: ruolo del disordine
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- 10 - Generazione di radiazione THz in eterostrutture Si-Ge unipolari
Classificazione scientifico-disciplinare
- Area scientifico disciplinare: Scienze fisiche
Classificazione brevettuale
- CHEMISTRY; METALLURGY
- COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL (by metallising textiles D06M11/83; decorating textiles by locally metallising D06Q1/04); CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL (for specific applications, see the relevant places, e.g. for manufacturing resistors H01C17/06); INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL (treating metal surfaces or coating of metals by electrolysis or electrophoresis C25D, C25F)
- COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL (applying liquids or other fluent materials to surfaces in general B05; making metal-coated products by extrusion B21C23/22; covering with metal by connecting pre-existing layers to articles, see the relevant places, e.g. B21D39/00, B23K; working of metal by the action of a high concentration of electric current on a workpiece using an electrode B23H; metallising of glass C03C; metallising mortars, concrete, artificial stone, ceramics or natural stone C04B41/00; paints varnishes, laquers C09D; enamelling of, or applying a vitreous layer to, metals C23D; inhibiting corrosion of metallic material or incrustation in general C23F; single-crystal film growth C30B; manufacture of semiconductor devices H01L; manufacture of printed circuits H05K)
- ORGANIC CHEMISTRY (such compounds as the oxides, sulfides, or oxysulfides of carbon, cyanogen, phosgene, hydrocyanic acid or salts thereof C01; products obtained from layered base-exchange silicates by ion-exchange with organic compounds such as ammonium, phosphonium or sulfonium compounds or by intercalation of organic compounds C01B33/44; macromolecular compounds C08; dyes C09; fermentation products C12; fermentation or enzyme-using processes to synthesise a desired chemical compound or composition or to separate optical isomers from a racemic mixture C12P; production of organic compounds by electrolysis or electrophoresis C25B3/00, C25B7/00)
- HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL (by metallising textiles D06M11/83; decorating textiles by locally metallising D06Q1/04); CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL (for specific applications, see the relevant places, e.g. for manufacturing resistors H01C17/06); INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL (treating metal surfaces or coating of metals by electrolysis or electrophoresis C25D, C25F)
- ELECTRICITY
- BASIC ELECTRIC ELEMENTS
- ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS (spark-gaps H01T; arc lamps with consumable electrodes H05B; particle accelerators H05H)
- BASIC ELECTRIC ELEMENTS
- PHYSICS
- MEASURING (counting G06M); TESTING
- INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES (separating components of materials in general B01D, B01J, B03, B07; apparatus fully provided for in a single other subclass, see the relevant subclass e.g. B01L; measuring or testing processes other than immunoassay, involving enzymes or micro-organisms C12M, C12Q; investigation of foundation soil in situ E02D1/00; sensing humidity changes for compensating measurements of other variables or for compensating readings of instruments for variations in humidity, see G01D or the relevant subclass for the variable measured; testing or determining the properties of structures G01M; measuring or investigating electric or magnetic properties of materials G01R; systems or methods in general, using reception or emission of radiowaves or other waves and based on propagation effects, e.g. Doppler effect, propagation time, direction of propagation, G01S; determining sensivity, graininess, or density of photographic materials G03C5/02; testing component parts of nuclear reactors G21C17/00; [N: controlling or regulating non-electric variables G05D; measuring degree of ionisation of ionised gases, i.e. plasma H05H1/00A; testing electrographic developer properties G03G15/08H6])
- MEASURING (counting G06M); TESTING
Classificazione geografica
- Regione: Liguria
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Parole Chiave
SUPERCONDUTTIVITÀ, SUPERCONDUTTIVITÀ A DUE GAP, MGB2, SUPERCONDUTTORI A15, BOROCARBURI, PROPRIETA DI TRASPORTO, CALCOLI AB INITIO, NMR, TUNNELING DI QUASIPARTICELLASuperconduttività a molte bande: MgB2 e oltre
Università degli Studi di GenovaAbstract
La superconduttività a gap multipla è stata considerata dal punto di vista teorico sin dagli anni cinquanta [Suh59] ma la mancanza di chiare indicazioni di questo fenomeno, ha fatto ritenere per lungo tempo che questo meccanismo avesse poca rilevanza pratica. La scoperta della superconduttività nel diboruro di magnesio, ad una temperatura critica record di 39 K, con la spettacolare evidenza di due gap di energia che si aprono in corrispondenza di porzioni della superfice di Fermi associate a due sistemi di bande, ha quindi suscitato un enorme interesse.A cinque anni dalla sua scoperta, tale materiale è stato intensamente investigato sia da un punto di vista teorico che sperimentale e, grazie a sofisticati modelli a molte bande appositamente messi a punto, molti aspetti della sua complessa fenomenologia sono stati chiariti.
Altri aspetti richiedono, invece, un ulteriore approfondimento. Fra questi, è importante citare l’effetto delle sostituzioni e dell’irraggiamento che hanno un ruolo rilevante anche per le importanti ricadute applicative. La comprensione del peculiare ruolo del disordine nella superconduttività a due gap è stato il principale obbiettivo del PRIN2004 “Superconduttività a due gap nel MgB2: ruolo del disordine”. Tale progetto ha funzionato in modo eccellente investigando da un punto di vista sia teorico sia sperimentale gli effetti delle sostituzioni e dell’irraggiamento sulle proprietà del MgB2.
È ora arrivato il momento di fare un passo >>>
Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Marina Putti Università degli Studi di GENOVAObiettivo del Programma di Ricerca
A cinque anni dalla scoperta della superconduttività nel MgB2, che presenta un valore di temperatura critica record (Tc=39 K) fra i superconduttori ad accoppiamento elettrone-fonone, molti aspetti della sua complessa fenomenologia sono stati chiariti. In particolare, la principale caratteristica di questo composto, è la presenza di due sistemi di bande (sigma e pi) che attraversano il livello di Fermi [Liu01, Cho02] e in cui si aprono due gap di energia sufficientemente ampie e diverse l'una dall'altra da poter essere evidenziate con chiarezza.La superconduttività a gap multipla è stata considerata dal punto di vista teorico sin dagli anni cinquanta da Matthias, Suhl and Walker [Suh59], ma la mancanza di chiare indicazioni di questo fenomeno nei materiali esistenti ha fatto ritenere per lungo tempo che questo meccanismo avesse poca rilevanza pratica. Oggi è chiaro che affinchè la superconduttività moltigap sia osservabile è necessario che lo scattering da impurezze tra le bande sia trascurabile in modo che non si produca il mescolamento tra le coppie di Cooper “debolmente” e “fortemente” accoppiate. Tale meccanismo, mediando i parametri d'ordine, è causa di rottura di coppie e riduce Tc sino al valore del composto “isotropo”.
La comprensione del peculiare ruolo del disordine nella superconduttività a due gap è stato il principale obbiettivo del PRIN2004 “Superconduttività a due gap nel MgB2: ruolo del disordine”. Tale progetto ha funzionato in >>>
Durata
24 mesiBase di partenza scientifica nazionale o internazionale
MgB2 è apparso sin dall’inizio [Nag01] come un materiale relativamente “semplice” e molti aspetti sono astati chiariti molto velocemente. La sua struttura cristallografica è di tipo AlB2, molto comune fra i diboruri, formata da layer di boro tipo grafite separati da layer esagonali di magnesio. Gli atomi di magnesio sono collocati al centro degli esagoni formati dagli atomi di boro, ai quali cedono i propri elettroni. Analogamente alla grafite, MgB2 mostra una forte anisotropia tra le distanze B-B. La temperatura critica del MgB2 inoltre è quasi doppia di quella più alta osservata nei composti (Nb3Ge, Tc = 23 K). In un approccio di tipo BCS, elementi leggeri danno luogo a modo fononici a più alta frequenza, che possono portare ad un aumento della temperatura critica. MgB2 sembra confermare le previsioni di una Tc più alta in composti contenenti elementi leggeri, dal momento che i layer di boro giocano un ruolo fondamentale nella sua superconduttività.Nonostante le analogie strutturali con la grafite, MgB2 ha una struttura elettronica che lo distingue da questa classe di composti; in particolare esso presenta 4 bande che attraversano il livello di Fermi, chiamate bande pi e bande sigma. Le bande sigma, corrispondenti ai legami covalenti nei piani del boro, non sono completamente piene, le lacune alla loro sommità hanno proprietà fortemente bidimensionali e sono localizzate sui piani del boro. Le bande pi al contrario sono distribuite su tutto il cristallo i loro >>>



