Superkeçirici materiallarda heç bir müqavimət olmadan elektrik cərəyanı axacaq. Bu fenomenin kifayət qədər praktik tətbiqi var; lakin bir çox fundamental suallar hələ də cavabsız qalır. Qroningen Universitetinin Mürəkkəb Materialların Cihaz Fizikası qrupunun rəhbəri, dosent Justin Ye molibden disulfidin ikiqat qatında superkeçiriciliyi tədqiq etdi və yeni superkeçirici hallar kəşf etdi. Nəticələr noyabrın 4-də Nature Nanotechnology jurnalında dərc olunub.

Superkeçiricilik, məsələn, qalınlığı cəmi üç atom olan molibden disulfidin və ya volfram disulfidin monolaylı kristallarında göstərilmişdir. Ye izah edir: "Hər iki monolayda daxili maqnit sahəsinin super keçirici vəziyyəti xarici maqnit sahələrindən qoruduğu xüsusi bir superkeçiricilik növü var". Böyük bir xarici maqnit sahəsi tətbiq edildikdə normal superkeçiricilik yox olur, lakin bu Ising superkeçiriciliyi güclü şəkildə qorunur. Gücü 37 Tesla olan Avropanın ən güclü statik maqnit sahəsində belə volfram disulfidin superkeçiriciliyi heç bir dəyişiklik göstərmir. Bununla belə, belə güclü qorunmanın olması əla olsa da, növbəti problem elektrik sahəsi tətbiq etməklə bu qoruyucu təsirə nəzarət etmək üçün bir yol tapmaqdır.

Yeni superkeçirici vəziyyətlər

Ye və onun əməkdaşları molibden disulfidin ikiqat qatını tədqiq etdilər: "Bu konfiqurasiyada iki təbəqə arasındakı qarşılıqlı təsir yeni superkeçirici vəziyyətlər yaradır." Siz asma ikiqat təbəqə yaratdınız, onun hər iki tərəfində ion mayesi var ki, bu da ikiqatlı boyunca elektrik sahəsi yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. “Fərdi monolayerdə belə bir sahə asimmetrik olacaq, bir tərəfdə müsbət ionlar, digər tərəfdə isə mənfi yüklər yaranacaq. Bununla belə, ikiqatlıda biz hər iki monolayda eyni miqdarda yükü induksiya edərək simmetrik bir sistem yarada bilərik”, - Ye izah edir. Beləliklə, yaradılan elektrik sahəsi superkeçiriciliyi açmaq və söndürmək üçün istifadə edilə bilər. Bu o deməkdir ki, ion mayesindən keçə bilən superkeçirici tranzistor yaradılıb.

İkiqat təbəqədə xarici maqnit sahələrinə qarşı Ising qorunması yox olur. "Bu, iki təbəqə arasındakı qarşılıqlı təsirdəki dəyişikliklərə görə baş verir." Bununla belə, elektrik sahəsi mühafizəni bərpa edə bilər. "Müdafiə səviyyəsi cihazı nə qədər güclü şəkildə bağladığınızdan asılıdır."

Cooper cütləri

Superkeçirici tranzistor yaratmaqdan başqa, Ye və onun həmkarları daha bir maraqlı müşahidə apardılar. 1964-cü ildə FFLO dövləti adlanan xüsusi superkeçirici dövlətin mövcud olacağı proqnozlaşdırıldı (onu proqnozlaşdıran elm adamlarının adı: Fulde, Ferrell, Larkin və Ovchinnikov). Superkeçiricilikdə elektronlar cüt-cüt əks istiqamətdə hərəkət edirlər. Eyni sürətlə hərəkət etdikləri üçün bu Kuper cütlərinin ümumi kinetik momentumu sıfırdır. Lakin FFLO vəziyyətində kiçik bir sürət fərqi var və buna görə də kinetik impuls sıfır deyil. İndiyə qədər bu vəziyyət heç vaxt təcrübələrdə düzgün öyrənilməmişdir.

"Cihazımızda FFLO vəziyyətini hazırlamaq üçün demək olar ki, bütün ilkin şərtlərə cavab verdik" deyir Ye. “Lakin dövlət çox kövrəkdir və materialımızın səthindəki çirklənmələrdən əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənir. Buna görə də biz təcrübələri daha təmiz nümunələrlə təkrarlamalıyıq”.

Molibden disulfidin asılmış iki qatı ilə Ye və əməkdaşları bəzi xüsusi superkeçirici vəziyyətləri öyrənmək üçün lazım olan bütün maddələrə malikdirlər. "Bu, bizə konseptual dəyişikliklər gətirə biləcək həqiqətən fundamental elmdir."