Apa yang membuat sebuah material mampu menghantarkan listrik tanpa hambatan? Pertanyaan sederhana ini masih menjadi salah satu teka-teki besar dalam fisika material, terutama untuk superkonduktor suhu tinggi.
Salah satu material yang kini banyak menarik perhatian adalah infinite-layer nickelates. Material ini memiliki kemiripan dengan cuprates, keluarga superkonduktor suhu tinggi yang telah lama diteliti. Namun, kemiripan struktur tidak berarti keduanya memiliki cara kerja yang sama.
Dalam penelitian yang dipublikasikan di Nature Communications, Yujie Yan dan rekan-rekan mempelajari nickelate berbasis samarium (Sm), yang memiliki suhu kritis (Tc) hingga sekitar 40 K. Dengan teknik Resonant Inelastic X-ray Scattering (RIXS), mereka mengamati dinamika elektronik dan magnetik material hingga skala atom.
Hasilnya menarik: ditemukan paramagnon, yaitu fluktuasi spin kolektif yang menyerupai gelombang magnetik, yang tetap bertahan bahkan ketika material mengalami overdoping. Ini menunjukkan bahwa interaksi magnetik di dalam nikelat tetap kuat, bahkan ketika kondisi material sudah tidak lagi optimal untuk superkonduktivitas.
Yang lebih mengejutkan, nikelat berbasis samarium memiliki Tc hampir dua kali lebih tinggi daripada nickelate berbasis praseodimium, tetapi interaksi magnetiknya justru sekitar 20% lebih lemah.
Temuan ini memberi petunjuk bahwa hubungan antara magnetisme dan superkonduktivitas ternyata tidak sesederhana “magnetisme lebih kuat, superkonduktivitas lebih tinggi.” Struktur elektronik, orbital, dan interaksi antarlapis kemungkinan juga memainkan peran penting.
Dengan ditemukannya paramagnon yang tetap bertahan, satu potongan puzzle tentang nikelat berhasil ditambahkan. Material ini mungkin memiliki kemiripan dengan cuprates, tetapi tampaknya memiliki aturan mainnya sendiri. Memahami aturan tersebut bisa menjadi langkah penting menuju pemahaman yang lebih baik—dan mungkin suatu hari membantu kita merancang superkonduktor dengan suhu kritis yang lebih tinggi.
Penulis: Nurul Fitriyah, S.Si., M.Sc.
Detail tulisan ini dapat diakses pada: https://www.nature.com/articles/s41467-026-73083-3
