Во суперспроводливите материјали, електричната струја ќе тече без никаков отпор. Има доста практични примени на овој феномен; сепак, многу основни прашања остануваат сè уште неодговорени. Вонреден професор Џастин Је, раководител на групата за физика на сложени материјали на уредите на Универзитетот во Гронинген, ја проучувал суперспроводливоста во двоен слој од молибден дисулфид и открил нови суперспроводливи состојби. Резултатите беа објавени во списанието Nature Nanotechnology на 4 ноември.

Суперспроводливост е прикажана во еднослојни кристали на, на пример, молибден дисулфид или волфрам дисулфид кои имаат дебелина од само три атоми. „Кај двата еднослојна, постои посебен тип на суперспроводливост во која внатрешното магнетно поле ја штити суперспроводливата состојба од надворешни магнетни полиња“, објаснува Је. Нормалната суперспроводливост исчезнува кога ќе се примени големо надворешно магнетно поле, но оваа суперспроводливост на Исинг е силно заштитена. Дури и во најсилното статичко магнетно поле во Европа, кое има јачина од 37 Тесла, суперспроводливоста во волфрам дисулфидот не покажува никаква промена. Сепак, иако е одлично да се има таква силна заштита, следниот предизвик е да се најде начин да се контролира овој заштитен ефект, со примена на електрично поле.

Нови суперспроводливи состојби

Је и неговите соработници проучувале двоен слој на молибден дисулфид: „Во таа конфигурација, интеракцијата помеѓу двата слоја создава нови суперспроводливи состојби“. Создадовте суспендиран двоен слој, со јонска течност од двете страни што може да се користи за создавање електрично поле низ двослојот. „Кај поединечниот еднослоен, таквото поле ќе биде асиметрично, со позитивни јони од едната страна и негативни полнежи индуцирани од другата страна. Меѓутоа, во двослојот, можеме да имаме иста количина на полнеж индуцирана кај двата монослоа, создавајќи симетричен систем“, објаснува Је. Создаденото електрично поле може да се искористи за вклучување и исклучување на суперспроводливоста. Ова значи дека е создаден суперспроводлив транзистор кој може да биде затворен низ јонската течност.

Во двојниот слој исчезнува Ising заштитата од надворешни магнетни полиња. „Ова се случува поради промените во интеракцијата помеѓу двата слоја“. Сепак, електричното поле може да ја врати заштитата. „Нивото на заштита станува функција на тоа колку силно го чувате уредот“.

Купер парови

Освен што создадоа суперспроводлив транзистор, Је и неговите колеги направија уште една интригантна опсервација. Во 1964 година, беше предвидено постоење на специјална суперспроводлива состојба, наречена FFLO држава (наречена по научниците кои ја предвидоа: Фулде, Ферел, Ларкин и Овчиников). Во суперспроводливост, електроните патуваат во парови во спротивни насоки. Бидејќи тие патуваат со иста брзина, овие парови Купер имаат вкупен кинетички моментум нула. Но, во состојбата FFLO, постои мала разлика во брзината и затоа кинетичкиот моментум не е нула. Досега оваа состојба никогаш не била правилно проучена во експериментите.

„Ги исполнивме скоро сите предуслови за да ја подготвиме состојбата FFLO во нашиот уред“, вели Је. „Но, државата е многу кревка и е значително засегната од контаминациите на површината на нашиот материјал. Затоа, ќе треба да ги повториме експериментите со почисти примероци“.

Со суспендираниот двослој од молибден дисулфид, Је и соработниците ги имаат сите состојки потребни за проучување на некои специјални суперспроводливи состојби. „Ова е навистина фундаментална наука која може да ни донесе концептуални промени“.