Í ofurleiðandi efnum mun rafstraumur renna án viðnáms. Það eru allmargar hagnýtar beitingar á þessu fyrirbæri; þó er mörgum grundvallarspurningum enn ósvarað. Dósent Justin Ye, yfirmaður Device Physics of Complex Materials hópsins við háskólann í Groningen, rannsakaði ofurleiðni í tvöföldu lagi af mólýbden tvísúlfíði og uppgötvaði ný ofurleiðandi ástand. Niðurstöðurnar voru birtar í tímaritinu Nature Nanotechnology 4. nóvember.

Ofurleiðni hefur verið sýnd í einlaga kristöllum af til dæmis mólýbdendísúlfíði eða wolframdísúlfíði sem hafa aðeins þrjú atóm þykkt. „Í báðum einlögum er sérstök tegund ofurleiðni þar sem innra segulsvið verndar ofurleiðandi ástand frá ytri segulsviðum,“ útskýrir Ye. Venjuleg ofurleiðni hverfur þegar stóru ytra segulsviði er beitt, en þessi Ising ofurleiðni er mjög vernduð. Jafnvel í sterkasta stöðu segulsviði í Evrópu, sem hefur styrkleika 37 Tesla, sýnir ofurleiðni í wolfram tvísúlfíði enga breytingu. Hins vegar, þó það sé frábært að hafa svona sterka vörn, þá er næsta áskorun að finna leið til að stjórna þessum verndaráhrifum, með því að beita rafsviði.

Ný ofurleiðandi ríki

Ye og samstarfsmenn hans rannsökuðu tvöfalt lag af mólýbden tvísúlfíði: „Í þeirri stillingu skapar víxlverkun laganna tveggja ný ofurleiðandi ástand. Ye bjó til sviflaust tvöfalt lag, með jónandi vökva á báðum hliðum sem hægt er að nota til að búa til rafsvið þvert yfir tvílagið. „Í einstaka einlaginu verður slíkt svið ósamhverft, með jákvæðum jónum á annarri hliðinni og neikvæðar hleðslur framkallaðar á hinni. Hins vegar, í tvílaginu, getum við haft sama magn af hleðslu framkallað í báðum einlögunum, sem skapar samhverft kerfi,“ útskýrir Ye. Rafsviðið sem þannig varð til var hægt að nota til að kveikja og slökkva á ofurleiðni. Þetta þýðir að búið var til ofurleiðandi smári sem hægt var að hleypa í gegnum jónavökvann.

Í tvöfalda laginu hverfur Ising-vörnin gegn ytri segulsviðum. „Þetta gerist vegna breytinga á samspili laganna tveggja. Hins vegar getur rafsviðið endurheimt vernd. „Verndarstigið verður fall af því hversu sterkt þú tengir tækið.

Cooper pör

Fyrir utan að búa til ofurleiðandi smári, gerðu Ye og samstarfsmenn hans aðra forvitnilega athugun. Árið 1964 var spáð sérstöku ofurleiðararíki, kallað FFLO-ríkið (sem nefnt er eftir vísindamönnunum sem spáðu því: Fulde, Ferrell, Larkin og Ovchinnikov). Í ofurleiðni ferðast rafeindir í pörum í gagnstæðar áttir. Þar sem þau ferðast á sama hraða hafa þessi Cooper-pör heildarhreyfingarhraða núll. En í FFLO ástandinu er lítill hraðamunur og því er hreyfihraðinn ekki núll. Hingað til hefur þetta ástand aldrei verið rannsakað almennilega í tilraunum.

"Við höfum uppfyllt næstum allar forsendur til að undirbúa FFLO ástandið í tækinu okkar," segir Ye. „En ríkið er mjög viðkvæmt og verður fyrir verulegum áhrifum af mengun á yfirborði efnisins okkar. Við þurfum því að endurtaka tilraunirnar með hreinni sýni.“

Með sviflausu tvílaginu af mólýbden tvísúlfíði, hafa Ye og samstarfsmenn öll þau innihaldsefni sem þarf til að rannsaka nokkur sérstök ofurleiðandi ástand. „Þetta eru sannarlega grundvallarvísindi sem gætu fært okkur huglægar breytingar.