सुपरकन्डक्टिङ सामग्रीहरूमा, विद्युतीय प्रवाह कुनै प्रतिरोध बिना प्रवाह हुनेछ। यस घटनाको धेरै व्यावहारिक अनुप्रयोगहरू छन्; यद्यपि, धेरै आधारभूत प्रश्नहरू अझै अनुत्तरित छन्। एसोसिएट प्रोफेसर जस्टिन ये, ग्रोनिन्जेन विश्वविद्यालयमा जटिल सामग्री समूहको उपकरण भौतिकीका प्रमुख, मोलिब्डेनम डाइसल्फाइडको दोहोरो तहमा सुपरकन्डक्टिभिटीको अध्ययन गरे र नयाँ सुपरकन्डक्टिङ राज्यहरू पत्ता लगाए। नतिजा नोभेम्बर ४ मा नेचर नानोटेक्नोलोजी जर्नलमा प्रकाशित भएको थियो।

सुपरकन्डक्टिविटी मोनोलेयर क्रिस्टलहरूमा देखाइएको छ, उदाहरणका लागि, मोलिब्डेनम डाइसल्फाइड वा टंगस्टन डाइसल्फाइड जसको मोटाई केवल तीन परमाणुहरू छन्। "दुबै मोनोलेयरहरूमा, त्यहाँ एक विशेष प्रकारको सुपरकन्डक्टिभिटी हुन्छ जसमा आन्तरिक चुम्बकीय क्षेत्रले बाह्य चुम्बकीय क्षेत्रहरूबाट सुपरकन्डक्टिङ राज्यलाई जोगाउँछ," ये बताउँछन्। ठूलो बाह्य चुम्बकीय क्षेत्र लागू गर्दा सामान्य सुपरकन्डक्टिभिटी गायब हुन्छ, तर यो Ising superconductivity कडा रूपमा सुरक्षित छ। युरोपको सबैभन्दा बलियो स्थिर चुम्बकीय क्षेत्रमा पनि, जसको बल ३७ टेस्ला छ, टंगस्टन डाइसल्फाइडको सुपरकन्डक्टिविटीले कुनै परिवर्तन देखाउँदैन। यद्यपि, यति बलियो सुरक्षा हुनु राम्रो भएता पनि, अर्को चुनौती भनेको विद्युतीय क्षेत्र लागू गरेर यस सुरक्षात्मक प्रभावलाई नियन्त्रण गर्ने तरिका खोज्नु हो।

नयाँ सुपरकन्डक्टिङ राज्यहरू

ये र उनका सहयोगीहरूले मोलिब्डेनम डाइसल्फाइडको दोहोरो तह अध्ययन गरे: "त्यो कन्फिगरेसनमा, दुई तहहरू बीचको अन्तरक्रियाले नयाँ सुपरकन्डक्टिङ अवस्थाहरू सिर्जना गर्दछ।" तपाईंले निलम्बित डबल तह सिर्जना गर्नुभयो, दुबै छेउमा आयनिक तरल पदार्थको साथ जुन बिलेयरमा विद्युतीय क्षेत्र सिर्जना गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। "व्यक्तिगत monolayer मा, यस्तो क्षेत्र असममित हुनेछ, एक तर्फ सकारात्मक आयनहरू र अर्कोमा नकारात्मक चार्जहरू प्रेरित हुनेछ। यद्यपि, bilayer मा, हामी दुबै मोनोलेयरहरूमा समान मात्रामा चार्ज गर्न सक्छौं, एक सममित प्रणाली सिर्जना गर्न सक्छौं," ये बताउँछन्। यसरी सिर्जना गरिएको विद्युतीय क्षेत्रलाई सुपरकन्डक्टिभिटी अन र अफ गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसको मतलब एक सुपरकन्डक्टिङ ट्रान्जिस्टर सिर्जना गरिएको थियो जुन आयनिक तरल मार्फत गेट गर्न सकिन्छ।

दोहोरो तहमा, बाह्य चुम्बकीय क्षेत्रहरू विरुद्ध Ising सुरक्षा गायब हुन्छ। "यो दुई तहहरू बीचको अन्तरक्रियामा परिवर्तनहरूको कारणले हुन्छ।" यद्यपि, बिजुली क्षेत्रले सुरक्षा पुनर्स्थापित गर्न सक्छ। "सुरक्षाको स्तरले तपाइँले उपकरणलाई कत्तिको कडा रूपमा गेट गर्नुहुन्छ भन्ने कार्य बन्छ।"

कूपर जोडी

एक सुपरकन्डक्टिङ ट्रान्जिस्टर सिर्जना गर्नुको अलावा, ये र उनका सहकर्मीहरूले अर्को चाखलाग्दो अवलोकन गरे। 1964 मा, FFLO राज्य भनिन्छ (यसको भविष्यवाणी गर्ने वैज्ञानिकहरूको नामबाट नाम: Fulde, Ferrell, Larkin र Ovchinnikov) भनिने एउटा विशेष सुपरकन्डक्टिङ राज्यको अस्तित्वको भविष्यवाणी गरिएको थियो। सुपरकन्डक्टिविटीमा, इलेक्ट्रोनहरू विपरीत दिशाहरूमा जोडीहरूमा यात्रा गर्छन्। तिनीहरू समान गतिमा यात्रा गर्ने हुनाले, यी कूपर जोडीहरूको कुल गतिज गति शून्य हुन्छ। तर FFLO राज्यमा, त्यहाँ एक सानो गति भिन्नता छ र त्यसैले गतिज गति शून्य छैन। अहिलेसम्म, यो राज्य प्रयोगहरूमा राम्रोसँग अध्ययन गरिएको छैन।

"हामीले हाम्रो यन्त्रमा FFLO राज्य तयार गर्न लगभग सबै आवश्यकताहरू पूरा गरेका छौं," ये भन्छन्। “तर राज्य एकदम नाजुक छ र हाम्रो सामग्रीको सतहमा हुने प्रदूषणबाट उल्लेखनीय रूपमा प्रभावित छ। त्यसकारण, हामीले क्लिनर नमूनाहरूका साथ प्रयोगहरू दोहोर्याउनु पर्छ।"

मोलिब्डेनम डाइसल्फाइडको निलम्बित बिलेयरको साथ, Ye र सहयोगीहरूसँग केही विशेष सुपरकन्डक्टिङ राज्यहरू अध्ययन गर्न आवश्यक सबै सामग्रीहरू छन्। "यो वास्तवमै आधारभूत विज्ञान हो जसले हामीलाई वैचारिक परिवर्तनहरू ल्याउन सक्छ।"