超导性是一些材料在几乎没有电阻的情况下传导直流电的能力。这一特性备受追捧，有利于各种技术应用，因为它可以提高不同电子和能源设备的性能。
近年来，凝聚态物理学家和材料科学家一直在努力寻找提高特定材料超导性的策略。这包括材料K3C60，一种有机超导体，当施加中红外光脉冲时，它被发现进入一个以零电阻为特征的相位。
马克斯普朗克物质结构与动力学研究所、帕尔马大学和牛津大学的研究人员现在已经确定了一种增强K3C60光诱导超导性的策略。《自然物理学》概述了这一策略，迄今为止已经产生了非常有希望的结果，将这种超导材料的光敏感性提高了两个数量级。
进行这项研究的研究人员之一Andrea Cavalleri告诉Phys.org说:“我们已经探索了大约十年的可能性，利用光来增强超导性，使其在高于Tc的基础温度下形成平衡状态。”“我们已经证明这在某些铜酸盐、某些电荷转移盐和K3C60中起作用。”
“在本文中，我们已经探索了K3C60光诱导超导的机制，使用比以前更可调的特殊光源，达到10太赫兹的频率。”
Cavalleri和他的研究小组几年来一直在探索K3C60的超导性。在他们之前的实验中，他们能够实现这种材料的超导相位，激发光子能量在80到165 meV(20 - 40太赫兹)之间。
在他们的新研究中，他们开始探索在24到80 meV(6-20太赫兹)之间的较低能量下材料的激发，使用一种以前无法实现的策略。研究人员利用太赫兹光源实现了这一目标，该光源通过结合两种不同锁相光学参数振幅的近红外信号束来产生窄带宽脉冲。
卡瓦列里说:“潜在的物理原理尚不清楚，但实验的目标是选择分子振动，这些振动被直接驱动到共振频率的大放大。”“驱动振动似乎与电子状态耦合，增强了配对和相干性，从而产生了超导性。本论文表明，这种效应在10太赫兹下尤其有效，在那里发现了一定的分子振动。”
Cavalleri和他的合作者最近的工作为K3C60和其他超导体的光诱导超导性的可能机制提供了一些新的线索。此外，它还引入了一种策略，可以帮助延长光诱导超导的时间，这可能对光驱动量子技术的发展产生有趣的影响。
“我们在室温下实现了10ns的超导体状态，”Cavalleri补充道。“原则上，这可以用于未来由光驱动的量子设备。我们想要研究这种瞬态的性质，特别是磁性质的性质，我们将尝试将光诱导相的性质与平衡态SC的性质进行比较。”
更多资料:E. Rowe等，K3C60光诱导超导共振增强，Nature Physics(2023)。DOI: 10.1038 / s41567 - 023 - 02235 - 9。
?2023 Science X Network
引文:提高K?C的光驱动超导性的策略(2023,10月15日)，2023年10月15日检索自https://phys.org/news/2023-10-strategy-light-driven-superconductivity-kc.html
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