Գերհաղորդիչ նյութերում էլեկտրական հոսանքը կհոսի առանց դիմադրության: Այս երևույթի գործնական կիրառությունները բավականին քիչ են. Այնուամենայնիվ, շատ հիմնարար հարցեր դեռևս անպատասխան են մնում: Դոցենտ Ջասթին Յին՝ Գրոնինգենի համալսարանի Համալիր նյութերի ֆիզիկայի խմբի ղեկավարը, ուսումնասիրել է գերհաղորդականությունը մոլիբդենի դիսուլֆիդի կրկնակի շերտում և հայտնաբերել նոր գերհաղորդիչ վիճակներ: Արդյունքները հրապարակվել են Nature Nanotechnology ամսագրում նոյեմբերի 4-ին:

Գերհաղորդականությունը ցուցադրվել է, օրինակ, մոլիբդենի դիսուլֆիդի կամ վոլֆրամի դիսուլֆիդի միաշերտ բյուրեղներում, որոնք ունեն ընդամենը երեք ատոմ հաստություն: «Երկու միաշերտներում էլ կա գերհաղորդականության հատուկ տեսակ, որտեղ ներքին մագնիսական դաշտը պաշտպանում է գերհաղորդիչ վիճակը արտաքին մագնիսական դաշտերից», - բացատրում է Յեն: Նորմալ գերհաղորդականությունը անհետանում է, երբ կիրառվում է մեծ արտաքին մագնիսական դաշտ, սակայն այս Իզինգային գերհաղորդականությունը խիստ պաշտպանված է: Նույնիսկ Եվրոպայի ամենաուժեղ ստատիկ մագնիսական դաշտում, որն ունի 37 Տեսլա ուժ, վոլֆրամի դիսուլֆիդի գերհաղորդականությունը որևէ փոփոխություն չի ցույց տալիս։ Այնուամենայնիվ, թեև հիանալի է ունենալ նման ուժեղ պաշտպանություն, հաջորդ մարտահրավերը այս պաշտպանիչ ազդեցությունը վերահսկելու միջոց գտնելն է՝ կիրառելով էլեկտրական դաշտ:

Նոր գերհաղորդիչ վիճակներ

Յին և նրա գործընկերները ուսումնասիրել են մոլիբդենի դիսուլֆիդի կրկնակի շերտը. Դուք ստեղծեցիք կախովի կրկնակի շերտ՝ երկու կողմից իոնային հեղուկով, որը կարող է օգտագործվել երկշերտով էլեկտրական դաշտ ստեղծելու համար: «Անհատական ​​միաշերտում նման դաշտը կլինի ասիմետրիկ՝ մի կողմից դրական իոններով, մյուս կողմից՝ բացասական լիցքերով: Այնուամենայնիվ, երկշերտում մենք կարող ենք ունենալ նույն քանակությամբ լիցք, որն առաջացել է երկու մենաշերտներում՝ ստեղծելով սիմետրիկ համակարգ», - բացատրում է Յեն: Այդպիսով ստեղծված էլեկտրական դաշտը կարող էր օգտագործվել գերհաղորդականությունը միացնելու և անջատելու համար: Սա նշանակում է, որ ստեղծվել է գերհաղորդիչ տրանզիստոր, որը կարող է անցնել իոնային հեղուկի միջով:

Կրկնակի շերտում անհետանում է Իզինգի պաշտպանությունը արտաքին մագնիսական դաշտերից: «Դա տեղի է ունենում երկու շերտերի փոխազդեցության փոփոխությունների պատճառով»: Այնուամենայնիվ, էլեկտրական դաշտը կարող է վերականգնել պաշտպանությունը: «Պաշտպանության մակարդակը կախված է նրանից, թե որքան ուժեղ եք փակում սարքը»:

Cooper զույգեր

Բացի գերհաղորդիչ տրանզիստոր ստեղծելուց, Յեն և նրա գործընկերները ևս մեկ հետաքրքիր դիտարկում արեցին։ 1964 թվականին կանխատեսվում էր, որ գոյություն ունի հատուկ գերհաղորդիչ պետություն, որը կոչվում է FFLO պետություն (կոչվել է այն կանխագուշակող գիտնականների անունով՝ Ֆուլդե, Ֆերել, Լարկին և Օվչիննիկով)։ Գերհաղորդականության մեջ էլեկտրոնները զույգերով շարժվում են հակառակ ուղղություններով։ Քանի որ նրանք շարժվում են նույն արագությամբ, Կուպերի այս զույգերն ունեն զրոյական ընդհանուր կինետիկ իմպուլս: Բայց FFLO վիճակում կա արագության փոքր տարբերություն և հետևաբար կինետիկ իմպուլսը զրոյական չէ: Մինչ այժմ այս վիճակը երբեք ճիշտ չի ուսումնասիրվել փորձերի ժամանակ։

«Մենք բավարարել ենք գրեթե բոլոր նախադրյալները մեր սարքում FFLO վիճակը պատրաստելու համար», - ասում է Յեն: «Սակայն պետությունը շատ փխրուն է և զգալիորեն ազդում է մեր նյութի մակերեսի աղտոտվածությունից: Հետևաբար, մեզ անհրաժեշտ կլինի կրկնել ավելի մաքուր նմուշներով փորձերը»:

Մոլիբդենի դիսուլֆիդի կասեցված երկշերտով Ye-ը և նրա գործընկերներն ունեն բոլոր այն բաղադրիչները, որոնք անհրաժեշտ են որոշ հատուկ գերհաղորդիչ վիճակներ ուսումնասիրելու համար: «Սա իսկապես հիմնարար գիտություն է, որը կարող է մեզ բերել հայեցակարգային փոփոխություններ»: