A&o Elektrogeräte

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Clonage und Charakterisierung von zwei neuen Rezeptoren, die an das induzierbare Protein G (GPRC5B und GPRC5C) von Acide Rétinoïque gekoppelt sind: Rodgers J.T. King K.Y. Brett J.O. M. Charville G.W. Maguire K.K. Brunson C. Mastey N. Liu L.

Ein Phasenübergang der ferroelektrischen Quantenphase innerhalb der supraleitenden Kuppel von Sr1-xCaxTiO3-?

Das SriO3, ein quantenparaelektrisches1, wird nach dem Entfernen einer extrem geringen Anzahl von Sauerstoffatomen2 zu einem supraleitenden instabilen Metall. Es handelt sich um ferroelektrische Energie, indem ein winziger Bruchteil der Strontiumatome durch Kalzium3 ersetzt wird. Die beiden Ordnungen können zufällige Nachbarn oder enge Verwandte sein, wie im Falle von Quantenferroelektrizität4.

Ici, le sélection de Sr1-xCaxTiO3-? (0. 002 < x < x < x < x < 009, ? < O. 001) koexistiert die ferroelektrische Ordnung mit verdünnter Metallität und deren supraleitender Instabilität in einem endlichen Fenster der Dotierung. Eine intensive Phasenumwandlung zerstört bei einer kritischen Trägerdichte, die mit Ca-Gehalt reicht, die ferroelektrische Ordnung.

Wir haben eine Umkehrung der Diffusion in den Normalzustand und eine signifikante Veränderung der supraleitenden Kuppel in der Nähe dieses Quantenphasenübergangs festgestellt. Die Verbesserung der supraleitenden Übergangstemperatur durch Kalziumsubstitution dokumentiert die Rolle der ferroelektrischen Nachbarschaft bei der frühen Entstehung der Supraleitung in diesem Sytem und begrenzt mögliche theoretische Kopplungsszenarien.

Pérovskite der ABO3-Familie, SiTiO3 ist ein quantenparaelektrisches Produkt, dessen Dielektrizitätskonstante bei niedriger Temperatur ?.000 beträgt1, aber die ferroelektrische Langstreckenordnung vermeidet. Es handelt sich um ein Metall, indem es Sr durch La, Ti durch Nb ersetzt oder O eliminiert. Es ist seit einem halben Jahrhundert bekannt, dass es sich bei diesem Metall um einen Niedertemperatursupraleiter2 handelt.

Plus in jüngster Zeit wurde festgestellt, dass eine scharfe feste Oberfläche und ein supraleitender Grundzustand bis zu einer Trägerkonzentration von 1017 cm-3 in SrTiO3-? bestehen bleiben (Ref. 5,6). Unter Berücksichtigung dieses Bereichs der Trägerkonzentration, der im Vergleich zu jedem anderen bekannten Supraleiter außergewöhnlich niedrig ist, ist die Fermi-Temperatur um eine Größenordnung niedriger als die DebyeTemperatur und die Fähigkeit von Phononen, Cooper-Paare zu bilden, fraglich7,8.

Die Theorien zeigen Schwankungen im ferroelektrischen Modus9, den optischen Längsphononen10 oder Plasmonen8 als Bosonen, die für die Bildung von Cooper-Paaren verantwortlich sind. Im Rahmen vieler unkonventioneller Supraleiter steht ein weiterer elektronischer Auftrag im Wettbewerb mit der Supraleitung. Ici, die ferroelektrische Ordnung ist hier ein offensichtlicher Kandidat4,9. Das Gerät erscheint in der isotopischen Substitution von 16O-Sauerstoffatomen durch 18O (ref. 11), Anwendung von Stress12 oder Substitution eines winzigen Teils von Sr durch Ca (ref. 3).

Abhängig von der Polarisation des Bildschirms schützen jedoch die Mobiltelefone die Polarisation, so dass nur isolierende Feststoffe in der Lage sind, eine ferroelektrische Ordnung zu empfangen. Jusqu entielle Quantenkritikalität fehlt bisher im Gegensatz zu ihrem magnetischen Gegenstück ein experimentelles Phasendiagramm, in dem eine supraleitende Leitung und eine ferroelektrische Ordnung eine gemeinsame Grenze teilen.

Im Falle von Sr1-xCaxTiO3-? erstellen wir hier ein solches Phasendiagramm. Die wichtigsten neuen Beobachtungen sind folgende: Metallisches Sr1-xCaxTiO3-? beherbergt einen Phasenübergang, der strukturell nicht vom ferroelektrischen Phasenübergang im Isolator Sr1-xCaxTiO3 zu unterscheiden ist; die Koexistenz zwischen dieser ferroelektrischen Ordnung und den Enden der Supraleitung überschreitet eine Schwellenträgerkonzentration; und in der Nähe dieses Quantenphasenübergangs verbessert die Kalzium-Substitution die supraleitende kritische Temperatur und bewirkt eine Rückkehr zum Normalzustand.

Die Abbildung 1 fasst zusammen, was wir über die Entstehung von Ferroelektrizität, Metallität und Supraleitung in diesem Sytem wissen. Eine kleine Fraktion von Sr-Atomen (x > 0,002) wird durch isovalentes Ca ersetzt, Sr1-xCaxTiO3 wird ferroelektrisch3, wobei eine Curie-Temperatur mit einem Ca-Gehalt innerhalb der Verdünnungsgrenze 0,002 < x < 0,02 stetig steigt (ref 3,13,14).

Eine makroskopische Polarisation unterhalb der Curie-Temperatur wurde bei dielektrischen und linearen Doppelbrechungsmessungen beobachtet, und es wurde festgestellt, dass sie sich in der Ebene senkrecht zur Vierkantachse in den Richtungen[110] und 3.14 ansammelt. Die Abbildung 1b zeigt die Temperaturabhängigkeit des Realteils der dielektrischen Dielektrizitätskonstante ?? in unseren Sr1-xCaxTiO3-Einkristallen bei drei verschiedenen Ca-Gehalten (x = 0,0022 ; 0,0045 ; 0,009), erhalten durch Messung ihrer komplexen Leitfähigkeit.

Im Système Ca-substituierte gibt es eine Spitze in der Permittivität bei niedriger Temperatur bei Curie's Temperatur, TC, und unter TC, Polarisation P zeigt eine Schleife der Hysterese. Im Rahmen von SriO3 nimmt die elektrische Dielektrizitätskonstante mit abnehmender Temperatur und Sättigung bei niedriger Temperatur aufgrund von Quantenschwankungen stetig zu und erreicht eine Größe von bis zu 20.000? (Ref. 1,15).

Der Rayonradius von Ca (0,99?Å) ist kleiner als Sr (1,12?Å) und CaTiO3 verliert seine kubische Symmetrie bei 1.600 K und durchläuft mehrere Strukturübergänge16, ohne ferroelektrisch zu werden. Die Stabilisierung der ferroelektrischen Ordnung in verdünnter Sr1-xCaxTiO3 ist auf ein enges Fenster innerhalb der verdünnten Ca-Gehaltgrenze (0,002 < x < 0,02) in einer hoch polarisierbaren Matrix beschränkt.

Es sind zwei Möglichkeiten gegeben, sich diese Ordnung vorzustellen. Im ersten Fall wird sie durch die Dipol-Dipol-Wechselwirkung zwischen exzentrischen Ca-Atomen angetrieben, die polarisierte Cluster bilden, die größer werden und bei Curie-Temperatur perkolieren. Im Doppelbild wird die ferroelektrische Ordnung stabilisiert, da die Quantenschwankungen der Wirtsmatrix durch Ca-Stellen fixiert werden.

Ein transversales Ising-Modell mit geeigneten Parametern17 kann die kritische Dotierung für die Entstehung von Ferroelektrizität und den anschließenden Anstieg der Curie-Temperatur mit x reproduzieren (Ref. 3). Ein Übergangsmedium Metall-Isolator wird oberhalb einer Trägerkonzentrationsschwelle19 erwartet, die aufgrund des langen Bohrradius5 außergewöhnlich niedrig ist.

Mit einer Portfoliodichte von 1017 cm-3, mehrere Größenordnungen über dem erwarteten Übergangsschwellenwert für Metall-Isolatoren, gibt es nur eine Fermi Sea20 (und keine Sammlung von Metallpfützen). Dieses Bild basiert auf der Beobachtung von Quantenschwingungen (Abb. 1d), wobei die Frequenzen5,6,21 der erwarteten Trägerdichte der Amplitude des Hall-Koeffizienten entsprechen.

Diese Verdünnung des Metalls unterliegt einer supraleitenden Instabilität2,5,6. Die Studie soll herausfinden, was mit der Metall- und Ferroelektrizität passiert, wenn Sauerstoff entfernt wird und Sr durch Ca ersetzt wird. Das erste neue Ergebnis dieser Studie ist in Abb. 2 dargestellt, das die Persistenz eines strukturell identischen Phasenübergangs zum ferroelektrischen Phasenübergang in verdünnten metallischen Sr1-xCaxTiO3-? zeigt.

Ausgehend von der Abbildung 2a zeigt der elektrische Widerstand dieser Proben eine Anomalie bei der Curie-Temperatur der übergeordneten Isolierprobe (siehe Abbildung 1b). Diese Beobachtung impliziert, dass das Système auch bei Anwesenheit von sich bewegenden Elektronen bei gleicher Temperatur einen ferroelektrischen Phasenübergang durchläuft.

Wir haben die Anwesenheit dieses Phasenübergangs durch zwei thermodynamische Sonden überprüft. Es handelt sich um eine offensichtliche Anomalie bei Curie's Temperatur. Die Amplitude und Temperatur, bei der sie auftritt, sind in einer isolierenden Metallprobe und einer verdünnten Metallprobe mit gleichem Kalziumgehalt gleich. Nos données una développement de l'geschwindigkeit (s. Zusatzinformationen).

Auf der anderen Seite ist der Phasenübergang, der zu einer Anomalie des spezifischen Widerstandes von Metallproben führt (wenn die Trägerkonzentration in der Größenordnung von 1017 cm-3 liegt), strukturell identisch mit demjenigen, der die Spitzen-Durchlässigkeit der Isolierprobe verursacht. Der Einstieg in die Ferroelektrik erfolgt gleichzeitig mit der Aktivierung von zwei transversalen optischen Phononon (TO)-Modi im Raman-Spektrum, da die Inversionssymmetrie verloren geht.

Das Plus: Während der TO2-Modus auf 171 cm-1 hart bleibt, zeigt der TO1-Modus mit niedriger Energie eine deutliche Verfestigung im ferroelektrischen Zustand. Cela de l'étécouverté de la temperatur de l'phonons de l'été de l'été de l'été et l'isolierendes ferroelektrique et des été. Beachten Sie, dass die durch den ferroelektrischen Übergang verursachten Anomalien in den Metall- und Isolierproben identisch sind.

Cela de l'électroniques de la sécurité de l'électroniques im Festkörper hat keinen Einfluss darauf, wie die freie Energie durch die Perkolation des elektrischen Dipols beeinflusst wird. Die Abbildung 2 zeigt die Quantenschwingungen des spezifischen Widerstandes in Sr1-xCaxTiO3-? Die Häufigkeit der Schwingungen unterscheidet sich nicht von der an Ca-freien Proben bei gleicher Trägerkonzentration (siehe Zusatzinformationen), was bedeutet, dass das Vorhandensein der ferroelektrischen Ordnung die Konnektivität der Fermi-See nicht beeinträchtigt und ihre Tiefe nicht verändert.

Die Ergebnisse sind Strontiumtitanat mit einem reduzierten Calcium-Sauerstoff-Substituenten in Begleitung einer Handvoll Feststoffe, die als "ferroelektrische Metalle "22,23 bezeichnet werden. Der Ausdruck wird verwendet, um sich auf einen Festkörper zu beziehen, in dem die Mobiltelefone vorhanden sind, wenn ein strukturell nicht unterscheidbarer Phasenübergang von einem ferroelektrischen Übergang stattfindet. Die Locales Sonden könnten in Zukunft dokumentieren, wie eine Fermi-See mit einem ferroelektrischen Übergang koexistiert.

Die Zahlen unserer Bulk-Sonden zeigen, dass: das Vorhandensein des Fermi-Sees das Ausmaß der Anomalien, die durch den ferroelektrischen Übergang verursacht werden, nicht verringert; und der letztere Übergang ändert nicht die Dichte der Träger des miteinander verbundenen Fermi-Sees. Die beiden Zustände interagieren zudem signifikant miteinander, wie wir unten sehen werden.

Die beiden Ergebnisse dieser Studie, ein Quantenphasenübergang, der den ferroelektrischen Übergang zerstört, sind in Abbildung drei dargestellt. Die Abbildung 3a zeigt die Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstandes von Sr0.991Ca0.009TiO3-? Die Studie zeigt sowohl einen Buckel am ferroelektrischen Übergang als auch einen Abfall am supraleitenden Übergang. Die Geräte werden mit der Zunahme von ? leitfähiger.

Eine überzeugende Anomalie des niederohmigen, aber klaren Widerstands führt bei geringer Dotierung durch den perkolativen ferroelektrischen Phasenübergang. In der Tat sind oberhalb der kritischen Dotierung keine Widerstandsanomalien nachweisbar und der Widerstand stellt eine rein quadratische Abhängigkeit bei Temperatur wieder her, wie im n-dotierten SrTiO3 (Ref. 24,25) zu sehen ist. Die Abbildung zeigt die Temperatur der resistiven Anomalie als Funktion der Elektronenkonzentration für zwei verschiedene Ca-Gehalte.

Die Instabilität der Ferroelektrik wird bei 5,8 × 1018 und 1,7 × 1019?cm-3 für x = 0,0022 bzw. x = 0,009 zerstört. Wie sieht die ferroelektrische Ordnung oberhalb einer Konzentrationsschwelle für Mobilfunkbetreiber aus? Im Rahmen dieses Szenarios wird, sobald die Thomas-Fermi-Sieblänge kürzer wird als die interdipolare Distanz (?dd), die Dipol-Dipol-Wechselwirkung durch die sich bewegenden Elektronen abgeschirmt und ihre Ausrichtung entfällt.

Abhängig von Sr1-xCaxTiO3-?, wie in Abb. 3a dargestellt, wird jedoch die ferroelektrische Größe zerstört, wenn die rTF noch höher als ?dd ist. Dans la décolleté (Sr0.991Ca0. 009TiO3-?, Sr0. 998Ca0. 002TiO3-? en BaTiO3-?), de ferroelektrique ordnung zijn zerstoort, wenn der ferroelektrische Vektor der ferroelektrischen Vektorik ist. hoechstens cos(2kF?dd) ? -1 (siehe Tabelle 1 und Bild 3d).

Cela de l'égalée zwischen den Standorten jenseits einer Schwellenwertkonzentration von vakanten Stellen kann dies behindern. Die Zukunft der Forschung wird den Ursprung dieses Quantenphasenübergangs identifizieren. Die Entwicklung einer Abrikosov-Suhl-Resonanz kann bei jeder Quantendegeneration eines lokalisierten Zustandes (und nicht nur bei Rotation) erfolgen, und eine Vielzahl von nichtmagnetischen Gegenstücken des Kondo-Effekts wurde experimentell beobachtet.

Im PbTe, einem weiteren verdünnten Metall nahe der ferroelektrischen Instabilität, führt die Einführung von Tl-Dotierungen (verdünnte Supraleitung und) zu einer Erhöhung des spezifischen Widerstandes, die auf den Kondo-Effekt zurückzuführen ist28. In Abb. 2c ist ersichtlich, dass er nur dann auftritt, wenn die Perkolation ferroelektrischer Tröpfchen mit zunehmender Trägerdichte schnell abnimmt, was Einschränkungen für jedes Kondo-Resonanz-basierte Szenario schafft, das in der Nähe des Quantenphasenübergangs stattfindet.

Die Abbildung 4 zeigt, wie das supraleitende Phasendiagramm durch Calciumdotierung in Sr0.991Ca0.009TiO3-? beeinflusst wird. Zusammen mit der Erhöhung der Trägerkonzentration ändert sich der supraleitende Übergang, wie in Abb. 4a dargestellt, allmählich zu höheren Temperaturen. Eine Konzentration, die bei einer höheren Temperatur in Ca-substituierten Proben als in Ca-freien Proben auftritt (Abb. 4b).

Es ist zu beachten, dass die kritische Temperatur gemäß den Bulk-Sonden (spezifische Wärme, Wärmeleitfähigkeit und magnetische Suszeptibilität) deutlich niedriger ist als zu Beginn des resistiven Übergangs29. Im Laufe der Zeit ändert sich der Beginn der Supraleitung, der durch die AC-Suszeptibilität die unterhalb des spezifischen Tc auftritt beobachtet wird, nach der Substitution durch Ca auf eine höhere Temperatur, wie in Abbildung 4c dargestellt.

Einzelne Maxima in der Nähe von zwei kritischen Dotierungsniveaus, nc1 und nc2, von SrTiO3-? (Ref. 6), wird die Supraleitung zumindest in einem endlichen Fenster zwischen den beiden lokalen Maxima durch die Ersetzung von Ca erhöht. Zusammenfassend zeigt das Phasendiagramm, wie in Abbildung 4d dargestellt, einen Bereich, in dem Supraleitung und Ferroelektrizität nebeneinander existieren.

Auf der anderen Seite sind die Orbital- und Spin-Komponenten des Ordnungsparameters nicht in einem nicht-entrosymmetrischen Supraleiter30 trennbar, so dass diese Regio für die zukünftige Forschung ein sehr interessantes Spielfeld wäre. Die Erweiterung der kritischen Temperatur durch Substitution von Ca wird in der Nähe des Quantenphasenübergangs beobachtet, der zur Zerstörung der Ferroelektrizität führt.

Cela ist ein weiterer Beitrag zur laufenden Debatte über den mikroskopischen Ursprung der Supraleitung4,8,9,10. Der Ersatz von Calcium führt zu einer höheren Dielektrizitätskonstante bei niedrigen Temperaturen (Abb. 1b), wodurch die Coulomb-Abstoßung zwischen den Elektronen abgeschirmt werden kann. Die Dauer des weichen ferroelektrischen Modus wird ausgehärtet (Abb. 2b). Diese beiden Eigenschaften können für die beobachtete Verbesserung der supraleitenden Tc relevant sein.

Die Edge und al. 9 haben kürzlich vorgeschlagen, dass der Ersatz von 16O durch 18O die supraleitende Kuppel von SrTiO3 dotiertem n radikal verändern sollte. Die Tatsache, dass eine solche Substitution die höchste kritische Temperatur erhöhen und sie zu einer geringeren Dotierung führen würde, wurde vorhergesagt. Es handelt sich um ein quantenkritisches ferroelektrisches Szenario4, bei dem das maximale Tc auf die Zerstörung der ferroelektrischen Ordnung bezogen ist.

Notre eno de observed de la sécurité de qualité pour la sécurité. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Tc in der Nähe der kritischen Dotierung verstärkt ist, bei der die ferroelektrische Ordnung zerstört wird (nCa = 7 × 1019?cm-3 in Sr0.991Ca0.009TiO3-?). Pour de la niveau de Ca, nCa? été pour la nc1 et nc2, de SrTiO3-? ohne Ca, wo Tc fast flach ist6.

Eine Bestätigung des quantenkritischen Szenarios erfordert eine gründliche Studie mit Bulk-Sonden29 und die Bestätigung, dass der Anstieg der kritischen Temperatur immer in der Nähe von nCa? auftritt, das sich mit dem Ca-Gehalt bewegt und nicht auf nc1 und nc2 festgelegt ist. Die monokristallinen kommerziellen Kristalle von SCrTiO3 und SCr1-xCaxTiO3 (x = 0,0022, 0,0045 und 0,009) wurden für diese Studie verwendet.

Die Messungen wurden in einem Quantendesign-Messsystem (PPMS) zwischen 1,8 und 300?K und in einem 17?T Verdünnungskühlschrank mit einer Grundtemperatur von 26?mK durchgeführt. Die Empfindlichkeit der magnetischen Wechselspannung wurde in einer hausgemachten Anlage gemessen, bestehend aus einer Primärspule und einer kompensierenden Rückgewinnungsspule mit zwei Subspulen, deren Windungen in die entgegengesetzte Richtung zeigen.

Der Champ war so niedrig wie 10 mG mit einer Frequenz von 16 mGHz. In der argentinischen Silberfarbe wurden die plattenförmigen Proben als Kondensatoren mit typischen Elektrodenabmessungen von 3 × 3?mm und einer typischen Dicke von 0,5-0 hergestellt. Die Messungen der Hystereseschleifen P(E) wurden mit der gleichen Baugruppe mit einem zusätzlichen Hochspannungsmodul (NOVOCONTROL HVB1000) durchgeführt.

Die Polarisierung wurde aus den nichtlinearen dielektrischen Zulassungen bis zur zehnten Ordnung berechnet, wie in Ref. Die Teilnehmer erhielten die thermoremanenten Polarisationsdaten aus dem integrierten pyrotechnischen Strom, der mit einem Elektrometer (Keithley 6517) nach Abkühlung in einem Polarisationsfeld von ca. 120?V?mm-1 aufgenommen wurde. Ici, ?L(T) wurde entlang der Richtungen[100] von Sr1-xCaxTiO3-? Einkristallen mit Gesamtlängen L0? 2?mm gemessen und der einachsige thermische Ausdehnungskoeffizient ? = (1/L0)(??L/?T) wurde digital abgeleitet.

Die Messungen der Leistungsabhängigkeit bei niedrigen Temperaturen zeigten eine vernachlässigbare Laserheizung für diese einfallende Leistung. Die Photonen wurden mit einem Dreifachgitterspektrometer analysiert, das in subtraktiver Konfiguration arbeitet und mit einer stickstoffgekühlten Ladungsübertragungskamera (CCD) ausgestattet ist. Die Spektren wurden mit linear und paralell polarisierten Eingangs- und Ausgangsphotonen aufgenommen.

Das Cristaux wurde mit einem optischen Kryostaten mit einer Basistemperatur von 3?K gekühlt. Datenverfügbarkeit. Die Autoren der in diesem Dokument dargestellten Diagramme und anderer Studienergebnisse sind auf Anfrage erhältlich. Müller, K. A. & Burkhard, H. SiTiO3: ein intrinsisches Quantenparaelektrikum unter 4 K. Phys. Revision B 19, 3593-3602 (1979).

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C.W.R. und X.L. bereiteten sauerstoffarme Proben vor und führten Widerstandsmessungen mit B.F. durch; J.H. entwarf die elektrische Dielektrizitätsinstallation und führte die Messungen mit X.L., C.P.G., D.F. und S.H. durch; J.H., C.P.G. und D.F. maßen die Schallgeschwindigkeit. Die Erlaubnis zur Wiederverwendung des Inhalts dieses Artikels erhalten Sie unter RechteLink. Die Person, mit der Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen: