Асқын өткізгіш материалдарда электр тогы кедергісіз өтеді. Бұл құбылыстың бірнеше практикалық қолданулары бар; дегенмен көптеген іргелі сұрақтар әлі жауапсыз қалды. Гронинген университетінің «Күрделі материалдардың құрылғы физикасы» тобының жетекшісі, доцент Джастин Йе молибден дисульфидінің қос қабатындағы асқын өткізгіштікті зерттеп, жаңа асқын өткізгіш күйлерді ашты. Нәтижелер 4 қарашада Nature Nanotechnology журналында жарияланды.

Асқын өткізгіштік, мысалы, молибден дисульфидінің немесе вольфрам дисульфидінің қалыңдығы үш атомды құрайтын моноқабатты кристалдарда көрсетілген. «Екі моноқабатта да ішкі магнит өрісі асқын өткізгіш күйді сыртқы магнит өрістерінен қорғайтын асқын өткізгіштіктің ерекше түрі бар», - деп түсіндіреді Йе. Үлкен сыртқы магнит өрісі қолданылғанда қалыпты асқын өткізгіштік жоғалады, бірақ бұл Исинг асқын өткізгіштігі қатты қорғалған. Тіпті Еуропадағы 37 Тесла күші бар ең күшті статикалық магнит өрісінің өзінде вольфрам дисульфидіндегі асқын өткізгіштік ешқандай өзгерісті көрсетпейді. Дегенмен, мұндай күшті қорғаныстың болуы керемет болса да, келесі мәселе - электр өрісін қолдану арқылы осы қорғаныс әсерін басқарудың жолын табу.

Жаңа асқын өткізгіш күйлер

Е және оның әріптестері молибден дисульфидінің қос қабатын зерттеді: «Бұл конфигурацияда екі қабат арасындағы өзара әрекеттесу жаңа асқын өткізгіш күйлерді тудырады». Сіз қос қабатты электр өрісін құру үшін пайдалануға болатын екі жағында иондық сұйықтығы бар ілулі қос қабатты жасадыңыз. «Жеке моноқабатта мұндай өріс асимметриялық болады, бір жағында оң иондар, ал екінші жағында теріс зарядтар индукцияланады. Дегенмен, екі қабатта біз симметриялы жүйені құра отырып, екі моноқабатта бірдей индукцияланған зарядқа ие бола аламыз», - деп түсіндіреді Йе. Осылайша жасалған электр өрісі асқын өткізгіштікті қосу және өшіру үшін пайдаланылуы мүмкін. Бұл иондық сұйықтық арқылы өтуге болатын асқын өткізгіш транзистордың жасалғанын білдіреді.

Қос қабатта сыртқы магнит өрістерінен Ising қорғанысы жоғалады. «Бұл екі қабаттың өзара әрекеттесуінің өзгеруіне байланысты болады». Дегенмен, электр өрісі қорғанысты қалпына келтіре алады. «Қорғау деңгейі құрылғыны қаншалықты күшті жауып жатқаныңызға байланысты болады».

Купер жұптары

Асқын өткізгіш транзисторды жасаудан басқа, Е және оның әріптестері тағы бір қызықты байқау жасады. 1964 жылы FFLO күйі (оны болжаған ғалымдардың атымен аталған: Фульде, Феррелл, Ларкин және Овчинников) деп аталатын ерекше асқын өткізгіш күйдің болуы болжанған. Асқын өткізгіштікте электрондар жұп болып қарама-қарсы бағытта қозғалады. Олар бірдей жылдамдықпен қозғалатындықтан, бұл Купер жұптарының жалпы кинетикалық импульсі нөлге тең. Бірақ FFLO күйінде шамалы жылдамдық айырмашылығы бар, сондықтан кинетикалық импульс нөлге тең емес. Осы уақытқа дейін бұл күй ешқашан эксперименттерде дұрыс зерттелмеген.

«Біз құрылғымызда FFLO күйін дайындау үшін барлық дерлік алғышарттарды орындадық», - дейді Е. «Бірақ мемлекет өте нәзік және біздің материалдың бетіндегі ластанулардан айтарлықтай зардап шегеді. Сондықтан біз эксперименттерді таза үлгілермен қайталауымыз керек ».

Молибден дисульфидінің суспензиялы қос қабаты бар Е және серіктестер кейбір ерекше асқын өткізгіш күйлерді зерттеуге қажетті барлық ингредиенттерге ие. «Бұл бізге тұжырымдамалық өзгерістер әкелетін шынымен іргелі ғылым».