Banyak jalan menuju superkonduktivitas

Penemuan kelas baru superkonduktor tahun 2008 telah memicu banjir penelitian hingga kini.

Tidak seperti keramik tembaga (cuprates) sebelumnya, struktur dasar kelas baru ini terdiri dari senyawa besi. Karena struktur senyawa ini berbeda dengan cuprate dalam banyak hal, ada harapan mendapatkan pemahaman baru bagaimana fenomena superkonduktivitas bisa muncul.

Bekerja sama dengan tim peneliti internasional, para peneliti dari Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) berhasil menemukan signatur magnetik yang bersifat universal pada semua superkonduktor berbasis besi, bahkan bila senyawa induk asal superkonduktor dibuat memiliki sifat kimia berbeda. Penemuan mereka diterbitkan dalam jurnal Nature Materials

Superkonduktor umumnya dibuat dengan melakukan doping pada senyawa induk, yang berarti memberikan atom asing kepadanya. Ada korelasi kuat antara magnetisme dan superkonduktivitas disini – keduanya adalah sifat zat padat. Superkonduktor konvensional, seperti yang digunakan dalam mesin MRI di rumah sakit, tidak menyukai magnet karena ia mengganggu interaksi yang memicu superkonduktivitas dalam kristalnya. Hal yang berbeda justru terjadi pada superkonduktor suhu tinggi seperti senyawa cuprate dan besi-arsenik. Dalam kasus ini, gaya magnet justru membantu, bahkan memicu terjadinya superkonduktivitas. Senyawa ini memberikan ordo magnetik yang bila terjadi dalam struktur kristal, menjadi tanda kalau bahan tersebut dapat dipakai sebagai superkonduktor suhu tinggi. Dengan superkonduktor suhu tinggi yang baru, ternyata simetri ordo magnetik ini berhubungan tepat dengan simetri sinyal superkonduktivitas.

Dimitri Argyriou (HZB) dan timnya berhasil membuat kristal besi-telurium-selenium dan menentukan komposisi kimianya dengan sinar x dan difraksi neutron. Mereka mengukur sinyal magnetik dalam kristal dengan melakukan percobaan penghamburan neutron di reaktor penelitian BER II di HZB dan pada reaktor penelitian di Lembaga Laue-Langevin di Grenoble.

Mereka menemukan kalau simetri ordo magnetik sangat berbeda dari senyawa induk berbasis besi, seperti senyawa besi-arsenik. Namun mengejutkannya, perbedaan ini tidak berpengaruh pada perkembangan superkonduktivitas. Telah terdeteksi kalau sinyal magnet yang disebabkan oleh superkonduktivitas – sering disebut resonansi magnetik – memiliki simetri yang sama dengan ordo magnetiknya. Dan hal ini berlaku sama pada semua senyawa besi, dan tampaknya mengikuti sebuah mekanisme universal yang menyebabkan superkonduktivitas pada semua material tersebut.

Dimitri Argyriou menyatakan sifat ini sebagai berikut: “Berdasarkan apa yang sebelumnya kita tahu tentang ordo magnetik senyawa besi, bahan besi-telurium-selenium semestinya tidak menunjukkan superkonduktivitas apapun. Namun ternyata sebaliknya, walaupun magnetismenya berbeda, signatur superkonduktivitasnya sama. Bila kita sekarang memahami bagaimana superkonduktivitas bisa muncul dalam berbagai kondisi awal, maka kita mungkin dapat mengembangkan material yang superkonduktif pada suhu yang lebih tinggi lagi.”

Sumber:

http://www.faktailmiah.com/2010/09/13/banyak-jalan-menuju-superkonduktivitas.html