Een studie in Science meldt dat de lokale elektronenparing in Bi₂Sr₂CaCu₂O₈+δ inzette bij dezelfde energie als de lokale pseudogap. De metingen verschilden per plek en bereikten maximaal 70 meV. De auteurs leidden dit af uit lokaal gemeten elektrische ruis, niet uit een meting van supergeleiding bij kamertemperatuur. (Science)
De pseudogap is een gedeeltelijke energiekloof die in cupraten voorkomt, een groep koperoxideverbindingen. De meting is relevant omdat ze aanwijzingen geeft voor de rol van elektronenparing in die kloof.
Hoe de meting elektronenparing opspoort
De onderzoekers combineerden scanning-tunnelmicroscopie (STM) met lokale spectroscopie van shot noise. Shot noise is de elektrische ruis die ontstaat doordat lading in afzonderlijke dragers door een verbinding stroomt. Uit die ruis kunnen onderzoekers de effectieve lading afleiden die tijdens het tunnelen wordt overgedragen.
Met de STM-meting onderzochten ze verschillende plekken op het oppervlak van Bi₂Sr₂CaCu₂O₈+δ. De ingestelde spanning bepaalde de tunnelingenergie. De auteurs vonden een stap in de afgeleide effectieve lading bij het begin van elektronenparing; die energie viel samen met de lokale pseudogapenergie. In deze cupraat is die stap klein, geen eenvoudige verdubbeling naar 2e. (Science)
Wat de waarde van 70 meV betekent
De gemeten paarvormingsenergie verschilde van plek tot plek. De gerapporteerde waarden liepen op tot 70 meV: een maximum op sommige onderzochte locaties, geen gemiddelde of vaste waarde voor het hele materiaal. MeV is hier een energie-eenheid, geen temperatuur.
Lees 70 meV als de hoogste gemeten lokale waarde. Het getal beschrijft niet elke plek in het materiaal.
De onderzoekers testten de interpretatie ook met magneetvelden. In metingen tot 6 T naderde de afgeleide effectieve lading de waarde van één elektron. De auteurs beschouwen die verschuiving als steun voor hun interpretatie van de ruis als een signaal van elektronenparing. (Science)
Wat dit zegt over de pseudogap en supergeleiding
De auteurs concluderen dat hun resultaat een verklaring uitsluit waarin alleen lokale ordening de pseudogap veroorzaakt. Het sluit niet uit dat zulke ordening samengaat met elektronenparing. Het resultaat ondersteunt dus een rol voor paring, zonder te bepalen of andere patronen in het materiaal er ook aan bijdragen. (Science)
De studie toont geen supergeleiding bij kamertemperatuur aan. De onderzoekers konden het paringsruissignaal bovendien niet meten boven Tc, de kritische temperatuur waarbij supergeleiding ontstaat. Ze opperen dat fasecoherentie, de gezamenlijke geordende werking van paren, kan begrenzen hoe hoog Tc wordt. Dat is hun interpretatie van de uitkomst. (Science)
De publicatie volgde op eerdere vermeldingen
De auteurs plaatsten op 24 september 2024 een preprint van het onderzoek op arXiv. Het archief van de American Physical Society vermeldt daarnaast een verwant abstract met sessiedatum 18 maart 2025. Science publiceerde het artikel op 5 november 2026. (arXiv; APS-archief; Science)
