Ovanlig kristallstruktur hos kalcium upptäckt

Under högt tryck förändras kalciums kristallstruktur till en ovanlig form. Detta visar för första gången en svensk-amerikansk forskargrupp i teoretiska beräkningar som publiceras i denna veckas nätupplaga av ansedda tidskriften Proceedings of the National Academy of Science. Rönen öppnar nya möjligheter att hitta framtidens material för supraledare.

Forskargruppen som leds av professor Rajeev Ahuja vid Uppsala universitet och den amerikanska kollegan professor H.K Mao, har använt kvantmekaniska beräkningar för att undersöka vad som händer med kalcium vid högt tryck. Resultatet pekar på att kalcium uppvisar en ny typ av fasövergång från en form till en annan under högt tryck.

Kalcium är ett av de element i det periodiska systemet som uppvisar högst temperatur under högt tryck. Det finns ett ökar intresse att förstå det komplexa beteendet hos enkla element under högt tryck, inte bara inom materialfysiken utan även inom grundforskningen. Hittills har fasövergång vid höga tryck undersökts med hjälp av röntgenexperiment, eftersom den märkliga kristallstrukturen gjort kvantmekaniska beräkningar mycket komplicerade.

- Men vi visar hur man kan använda kvantmekanik för att undersöka dessa fasövergångar och beräkna olika egenskaper som strukturella parametrar, totalenergi och elektriska ledningsförmåga. Denna studie kan förklarar den stora ökningen i den kritiska supraledartemperaturen hos kalcium vid höga tryck och innebär nya möjligheter att finna lämpligt material för högtemperatursupraledare, säger Rajeev Ahuja.

De stora kvantmekaniska beräkningarna har utförts vid UPPMAX (Uppsala Multidisciplinary Center for Advanced Computational Science) vid Uppsala Universitet.

Läs artikeln på PNAS webbplats.

För mer information kontakta FD Sergiu Arapan, 018-471 37 43, sergiu.arapan@fysik.uu.se eller professor Rajeev Ahuja, 018-471 36 26, 070-425 09 35, Rajeev.Ahuja@fysik.uu.se