Le laboratoire Ames du département américain de l'Énergie a créé avec succès le premier échantillon monocristallin d'un nouveau supraconducteur à l'arséniure de fer, CaKFe4As4, et les études de ce matériau ont remis en question certains modèles théoriques de longue date de la supraconductivité.

Le matériau est remarquable pour avoir la température supraconductrice élevée de 35K sans avoir besoin de petites quantités d'éléments supplémentaires (tels que le cobalt ou le nickel), appelés dopants.

"C'est important parce que les dopants, qui étaient auparavant utilisés pour induire la supraconductivité, interfèrent également avec la supraconductivité et d'autres propriétés physiques importantes des matériaux", a déclaré Adam Kaminski, Scientifique du laboratoire Ames et professeur au Département de physique et d'astronomie de l'Iowa State University. "Ce matériau nous a donné une excellente occasion d'étudier la supraconductivité dans des échantillons vierges sans l'interférence de dopants."

En utilisant la spectroscopie de photoémission résolue en angle à haute résolution et la théorie fonctionnelle de la densité, les chercheurs ont pu mesurer l'écart supraconducteur dans des zones de l'espace de quantité de mouvement qui étaient auparavant inaccessibles dans d'autres matériaux, et ont constaté que leurs résultats contredisaient le modèle de fluctuation antiferromagnétique largement accepté.

"Nos données obtenues à partir d'échantillons de supraconducteur fer-arsenic vierge représentent un grand écart par rapport aux études précédentes d'échantillons dopés et remettent en question certaines théories bien établies, " a déclaré Kaminski. " Cela signifie que les prédictions des modèles précédents ne sont qu'en partie valides, et il y a beaucoup d'aspects qui ne sont pas complètement compris. Notre travail a permis de créer une nouvelle voie de recherche propre, vers la recherche d'un modèle général pour expliquer le comportement de ces nouveaux supraconducteurs."