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Enhanced and robust superconductivity in La0.8Sr0.2NiO2 membranes compressed up to 210 GPa

यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि फ्रीस्टैंडिंग La0.8Sr0.2NiO2 झिल्लियों में अतिचालकता (सुपरकंडक्टिविटी) 210 GPa तक के अतिउच्च दबावों के तहत सुदृढ़ बनी रहती है, जो 74.5 K पर शिखर तक पहुँचने वाले एक गुंबद-नुमा संक्रमण तापमान विकास को प्रदर्शित करती है, जो उच्च-Tc ऑक्साइड अतिचालकों में अभूतपूर्व एक घटना है।

मूल लेखक: Liling Sun, Shu Cai, Yuqing Tian, Shengjun Yan, Jinyu Zhao, Bo Hao, Jianfeng Zhang, Shuaihang Sun, Yang Ding, Qi Wu, Ho-Kwang Mao, Ivan Božović, Yuefeng Nie

प्रकाशित 2026-08-06
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CC BY 4.0

मूल लेखक: Liling Sun, Shu Cai, Yuqing Tian, Shengjun Yan, Jinyu Zhao, Bo Hao, Jianfeng Zhang, Shuaihang Sun, Yang Ding, Qi Wu, Ho-Kwang Mao, Ivan Božović, Yuefeng Nie

मूल पेपर CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। ✨ नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें

एक ऐसी दुनिया की कल्पना करें जहाँ बिजली बिना किसी प्रतिरोध के बहती है, जैसे कोई भूत दीवार के आर-पार बिना किसी से टकराए निकल जाता है। इस जादुई अवस्था को सुपरकंडक्टिविटी (अतिचालकता) कहा जाता है, और यह उन वैज्ञानिकों के लिए एक पवित्र लक्ष्य (होली ग्रेल) है जो तेज़ कंप्यूटर, शक्तिशाली चुंबक और ऐसे ऊर्जा ग्रिड बनाने की कोशिश कर रहे हैं जो बिजली बर्बाद न करें। दशकों से, इस दुनिया के चैंपियन तांबे और ऑक्सीजन (जिन्हें क्यूप्रेट्स कहा जाता है) से बनी सामग्रियाँ रही हैं। लेकिन हाल ही में, एक नया दावेदार रिंग में आया है: तांबे के बजाय निकल से बनी सामग्रियों का एक परिवार। ये "निक्केलेट्स" अपने तांबे वाले चचेरे भाइयों की तरह दिखते और व्यवहार करते हैं, जो इस रहस्य को सुलझाने के लिए एक ताज़ा सुराग प्रदान करते हैं कि सुपरकंडक्टिविटी कैसे काम करती है।

हालाँकि, इसमें एक पेच है। इन सामग्रियों का वास्तव में परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों को उन्हें अविश्वसनीय बल के साथ दबाने की आवश्यकता होती है, जो ग्रहों के गहरे भीतर पाए जाने वाले अत्यधिक दबाव की नकल करता है। आमतौर पर, ये सामग्रियाँ एक मोटी, कठोर आधार (सबस्ट्रेट) से चिपकी होती हैं जो तब टूट जाती है या बाधा डालती है जब आप उन्हें इतना ज़ोर से दबाने की कोशिश करते हैं। यह एक रबर बैंड की मजबूती का परीक्षण करने की कोशिश करने जैसा है जबकि वह अभी भी एक भारी लकड़ी के ब्लॉक से चिपका हुआ हो। इस समस्या से निपटने के लिए, शोधकर्ताओं ने हाल ही में इन सामग्रियों को उनके आधार से अलग करना सीखा, जिससे छोटी, स्वतंत्र "झिल्लियाँ" (मेम्ब्रेन) बन गईं जिन्हें स्वतंत्र रूप से दबाया जा सकता है। बड़ा सवाल यह था: यदि आप इन निकल झिल्लियों को और अधिक ज़ोर से दबाते रहते हैं, तो क्या वे सुपरकंडक्टिंग होने में बेहतर होती जाएँगी, या वे अंततः टूट जाएँगी और हार मान लेंगी?

यह शोध पत्र बताता है कि क्या हुआ जब वैज्ञानिकों ने एक विशिष्ट निकल सामग्री (La0.8Sr0.2NiO2) से बनी स्वतंत्र झिल्ली को उपलब्ध सबसे शक्तिशाली दबाव मशीनों के साथ दबाया। उन्होंने दबाव को एक चौंका देने वाले 210 GPa (यानी पृथ्वी के वायुमंडल के दबाव से 2.1 लाख गुना!) तक पहुँचा दिया। परिणाम आश्चर्यजनक और मजबूत थे। हार मानने के बजाय, सामग्री की सुपरकंडक्टिविटी की क्षमता दबाव बढ़ने के साथ वास्तव में मज़बूत होती गई।

उन्होंने यह पाया:

  • उदय: सामान्य वायु दाब पर, सामग्री लगभग 16 K (एक बहुत ही ठंडा -257°C) पर सुपरकंडक्टिंग होना शुरू हुई। जैसे-जैसे उन्होंने इसे दबाया, यह तापमान बढ़ता गया। जब तक वे 146 GPa तक पहुँचे, सामग्री 74.5 K के शिखर तापमान पर सुपरकंडक्टिंग थी।
  • शिखर और गिरावट: उस शिखर पर पहुँचने के बाद, जैसे-जैसे उन्होंने और भी ज़ोर से दबाया, तापमान धीरे-धीरे नीचे गिरने लगा। लेकिन 210 GPa के अत्यधिक दबाव पर भी, सामग्री एक बहुत ही प्रभावशाली 57.4 K पर सुपरकंडक्टिंग थी।
  • तुलना: यह एक रिकॉर्ड तोड़ने वाला स्तर की मजबूती है। अधिकांश अन्य उच्च-तापमान सुपरकंडक्टर्स (जैसे प्रसिद्ध तांबे वाले) अत्यधिक दबाव आने पर (अक्सर 20 से 40 GPa के आसपास) काम करना बंद कर देते हैं या अपनी सुपरकंडक्टिंग शक्ति खो देते हैं। हालाँकि, इस निकल झिल्ली ने 210 GPa तक पूरी ताकत बनाए रखी।

शोधकर्ताओं ने यह सुनिश्चित करने के लिए भी जाँच की कि यह केवल माप का कोई भ्रम (आर्टिफैक्ट) नहीं था। उन्होंने पुष्टि की कि सुपरकंडक्टिविटी का "ऑनसेट" (शुरुआत) केवल धुंधला या व्यापक नहीं हो रहा था; बल्कि वह तापमान जहाँ जादू हुआ था, वास्तव में बढ़ रहा था। उन्होंने अपने परिणामों की तुलना एक अलग तत्व (नियोडिमियम) के साथ बनी एक समान निकल सामग्री से की, और जबकि वह पहले शिखर पर पहुँची और रुक गई, दोनों सामग्रियों ने दिखाया कि निकल की परतें ही असली नायक हैं, न कि उनके आस-पास के अन्य परमाणु।

संक्षेप में, यह अध्ययन दिखाता है कि इन निकल झिल्लियों में सुपरकंडक्टिविटी अविश्वसनीय रूप से कठिन है। यह न केवल अत्यधिक दबाव में जीवित रहती है; बल्कि यह उसके तहत फलती-फूलती है, और पहले कभी न देखे गए उच्च तापमान तक पहुँचती है। यह सुझाव देता है कि इन सामग्रियों को बेहतर बनाने का रहस्य इस बात में छिपा हो सकता है कि हम उन्हें कैसे दबाते हैं, जो हमें यह समझने के लिए एक नया क्षितिज प्रदान करता है कि ये क्वांटम सामग्रियाँ सबसे चरम स्थितियों में कैसे व्यवहार करती हैं।

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