У звышправодных матэрыялах электрычны ток будзе цячы без усялякага супраціву. Ёсць даволі шмат практычных ужыванняў гэтай з'явы; аднак многія фундаментальныя пытанні застаюцца без адказу. Дацэнт Джасцін Е, кіраўнік групы фізікі складаных матэрыялаў Універсітэта Гронінгена, вывучаў звышправоднасць у падвойным слоі дысульфіду малібдэна і адкрыў новыя звышправодныя стану. Вынікі былі апублікаваны ў часопісе Nature Nanotechnology 4 лістапада.

Звышправоднасць была паказана ў аднаслойных крышталях, напрыклад, дысульфіду малібдэна або дысульфіду вальфраму, якія маюць таўшчыню ўсяго ў тры атамы. «У абодвух монослоях існуе асаблівы тып звышправоднасці, у якім унутранае магнітнае поле абараняе звышправодны стан ад знешніх магнітных палёў», - тлумачыць Е. Звычайная звышправоднасць знікае, калі прыкладваецца вялікае знешняе магнітнае поле, але гэтая звышправоднасць Ізінга моцна абаронена. Нават у самым моцным статычным магнітным полі ў Еўропе, якое мае напружанасць 37 Тэсла, звышправоднасць дысульфіду вальфраму не паказвае ніякіх змен. Аднак, нягледзячы на ​​тое, што мець такую ​​моцную абарону вельмі добра, наступная задача - знайсці спосаб кантраляваць гэты ахоўны эфект шляхам прымянення электрычнага поля.

Новыя звышправодныя станы

Е і яго супрацоўнікі вывучалі двайны пласт дысульфіду малібдэна: «У гэтай канфігурацыі ўзаемадзеянне паміж двума пластамі стварае новыя звышправодныя стану». Е стварыў падвешаны двайны пласт з іённай вадкасцю з абодвух бакоў, які можа быць выкарыстаны для стварэння электрычнага поля на двухслоі. «У асобным монослое такое поле будзе асіметрычным, з станоўчымі іёнамі з аднаго боку і адмоўнымі індукаванымі зарадамі з другога. Аднак у падвойным слоі мы можам мець аднолькавую колькасць індуцыраванага зарада ў абодвух монаслоях, ствараючы сіметрычную сістэму», — тлумачыць Е. Створанае такім чынам электрычнае поле можа выкарыстоўвацца для ўключэння і выключэння звышправоднасці. Гэта азначае, што быў створаны звышправодны транзістар, які можа быць закрыт праз іённую вадкасць.

У падвойным слоі знікае абарона Ізінга ад знешніх магнітных палёў. «Гэта адбываецца з-за змены ўзаемадзеяння паміж двума пластамі». Аднак электрычнае поле можа аднавіць абарону. «Узровень абароны становіцца функцыяй таго, наколькі моцна вы засцерагаеце прыладу».

Бондарныя пары

Акрамя стварэння звышправоднага транзістара, Е і яго калегі зрабілі яшчэ адно інтрыгуючае назіранне. У 1964 годзе было прадказана існаванне асаблівага звышправоднага стану, названага станам FFLO (названага ў гонар навукоўцаў, якія яго прадказалі: Фульда, Ферэла, Ларкіна і Аўчыннікава). У звышправоднасці электроны рухаюцца парамі ў процілеглых напрамках. Паколькі яны рухаюцца з аднолькавай хуткасцю, сумарны кінетычны імпульс гэтых пар Купера роўны нулю. Але ў стане FFLO існуе невялікая розніца ў хуткасцях, і таму кінетычны імпульс не роўны нулю. Да гэтага часу гэты стан ніколі належным чынам не вывучаўся ў эксперыментах.

«Мы выканалі амаль усе перадумовы для падрыхтоўкі стану FFLO ў нашай прыладзе», — кажа Е. «Але стан вельмі далікатны і на яго істотна ўплываюць забруджвання на паверхні нашага матэрыялу. Таму нам трэба будзе паўтарыць эксперыменты з больш чыстымі ўзорамі».

З узважаным біслоем дысульфіду малібдэна Е і яго супрацоўнікі маюць усе інгрэдыенты, неабходныя для вывучэння некаторых спецыяльных звышправодных станаў. «Гэта сапраўды фундаментальная навука, якая можа прынесці нам канцэптуальныя змены».