En superkonduktaj materialoj, elektra kurento fluos sen ajna rezisto. Estas sufiĉe multaj praktikaj aplikoj de ĉi tiu fenomeno; tamen multaj fundamentaj demandoj restas ankoraŭ neresponditaj. Asociita profesoro Justin Ye, estro de la grupo pri Device Physics of Complex Materials ĉe la Universitato de Groningen, studis superkonduktivecon en duobla tavolo de molibdena disulfido kaj malkovris novajn superkonduktajn statojn. La rezultoj estis publikigitaj en la revuo Nature Nanotechnology la 4an de novembro.

Superkonduktiveco estis montrita en monotavolaj kristaloj de, ekzemple, molibdendisulfido aŭ volframdisulfido kiuj havas dikecon de nur tri atomoj. "En ambaŭ monotavoloj, ekzistas speciala speco de superkonduktivo, en kiu interna magneta kampo protektas la superkonduktan staton de eksteraj magnetaj kampoj," Ye klarigas. Normala superkonduktivo malaperas kiam granda ekstera magneta kampo estas aplikata, sed tiu Isinga superkonduktivo estas forte protektita. Eĉ en la plej forta senmova magneta kampo en Eŭropo, kiu havas forton de 37 Tesla, la superkonduktivo en volframa disulfido ne montras ajnan ŝanĝon. Tamen, kvankam estas bonege havi tian fortan protekton, la sekva defio estas trovi manieron kontroli ĉi tiun protektan efikon, per aplikado de elektra kampo.

Novaj superkonduktaj ŝtatoj

Ye kaj liaj kunlaborantoj studis duoblan tavolon de molibden-disulfido: "En tiu agordo, la interagado inter la du tavoloj kreas novajn superkonduktajn statojn." Ye kreis suspenditan duoblan tavolon, kun jona likvaĵo ambaŭflanke, kiu povas esti uzata por krei kampon trans la bitavolo. "En la individua monotavolo, tia kampo estos nesimetria, kun pozitivaj jonoj unuflanke kaj negativaj ŝargoj induktitaj sur la alia. Tamen, en la bitavolo, ni povas havi la saman kvanton de ŝargo induktita ĉe ambaŭ monotavoloj, kreante simetrian sistemon, "ye klarigas. La elektra kampo kiu estis tiel kreita povus esti uzita por ŝalti kaj malŝalti superkonduktivecon. Tio signifas ke superkondukta transistoro estis kreita kiu povus esti enirigita tra la jona likvaĵo.

En la duobla tavolo, la Ising-protekto kontraŭ eksteraj magnetaj kampoj malaperas. "Ĉi tio okazas pro ŝanĝoj en la interago inter la du tavoloj." Tamen, la elektra kampo povas restarigi protekton. "La nivelo de protekto fariĝas funkcio de kiom forte vi pordas la aparaton."

Cooper paroj

Krom kreado de superkondukta transistoro, Ye kaj liaj kolegoj faris alian interesan observon. En 1964, estis antaŭvidita ekzisti speciala superkondukta ŝtato, nomita la ŝtato FFLO (nomita laŭ la sciencistoj kiuj antaŭdiris ĝin: Fulde, Ferrell, Larkin kaj Ovĉinnikov). En superkondukteco, elektronoj vojaĝas en paroj en kontraŭaj direktoj. Ĉar ili vojaĝas je la sama rapideco, tiuj Cooper-paroj havas totalan kinetan impeton de nul. Sed en la stato FFLO, estas malgranda rapiddiferenco kaj tial la kineta impeto ne estas nul. Ĝis nun, ĉi tiu stato neniam estis taŭge studita en eksperimentoj.

"Ni renkontis preskaŭ ĉiujn antaŭkondiĉojn por prepari la staton FFLO en nia aparato," diras Ye. "Sed la ŝtato estas tre delikata kaj estas grave tuŝita de poluado sur la surfaco de nia materialo. Ni do devos ripeti la eksperimentojn kun pli puraj specimenoj.”

Kun la suspendita bitavolo de molibden-disulfido, Ye kaj kunlaborantoj havas ĉiujn ingrediencojn necesajn por studi iujn specialajn superkonduktajn statojn. "Ĉi tio estas vere fundamenta scienco, kiu povus alporti al ni koncipajn ŝanĝojn."