Czy analiza wiązań chemicznych może nam pomóc w poszukiwaniu nowych nadprzewodników?

Aby zapoznać się z nagraniem referatu, należy skontaktować się z prof. Andrzejem Szewczykiem: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.

Pomimo, że materiały nadprzewodzące mają duże znaczenie w wielu dziedzinach współczesnej techniki, takich jak wytwarzanie i przesyłanie energii, obrazowanie medyczne, precyzyjna metrologia, czy od niedawna informatyka kwantowa, pomimo upływu ponad 110 lat od odkrycia nadprzewodnictwa wciąż brakuje uniwersalnego zestawu zasad, którego można by użyć do racjonalnego projektowania nowych materiałów nadprzewodzących o pożądanych własnościach.

W ostatnich latach w kilku różnych rodzinach materiałów zaobserwowano korelację pomiędzy obecnością stanów antywiążących na poziomie Fermiego i występowaniem nadprzewodnictwa [1-3]. Jakościowo można wytłumaczyć to zjawisko jako pewną formę optymalizacji wiązań chemicznych poprzez „dystorsję” struktury elektronowej, w tym przypadku przyjmującej formę nadprzewodnictwa. Koncepcja taka została wcześniej z powodzeniem zastosowana do przewidywania i projektowania materiałów ferromagnetycznych [4].

Zaprezentuję wyniki badań wiązań chemicznych z użyciem teorii orbitali molekularnych oraz metod opisu wiązań chemicznych opartych o obliczenia wykorzystujące teorię funkcjonału gęstości (np. crystal orbital Hamilton population function – COHP) przeprowadzonych na wybranych fazach Heuslera i związkach z endohedralnymi klasterami Al i Ga [5,6]. Omówię również możliwość wykorzystania tych metod w poszukiwaniu nowych związków nadprzewodzących.

[1] S. Gutowska et al., J. Phys. Chem. C. 127 (2023) 14402-14414
[2] X. Gui et al., Chem. Mater. 30 (2018) 6005-6013
[3] V.Y. Verchenko, A.A. Tsirlin, A.V. Shevelkov, Inorg. Chem. Front. 8 (2021) 1702-1709
[4] G.A. Landrum, R. Dronskowski, Angew. Chem. Int. Ed. 39 (2000) 1560-1585
[5] Z. Ryżyńska et al., Chem. Mater. 32 (2020) 3805-3812
[6] Z. Ryżyńska et al., J. Phys. Chem. C. 125 (2021) 11294-11299

Wykład będzie prowadzony w języku polskim, slajdy będą w języku angielskim

Informacje dotyczące sesji Zoom.