У суперпроводним материјалима, електрична струја ће тећи без икаквог отпора. Постоји доста практичних примена овог феномена; међутим, многа фундаментална питања остају без одговора. Ванредни професор Јустин Ие, шеф групе за физику уређаја сложених материјала на Универзитету у Гронингену, проучавао је суперпроводљивост у двоструком слоју молибден дисулфида и открио нова суперпроводна стања. Резултати су објављени у часопису Натуре Нанотецхнологи 4. новембра.

Суперпроводљивост је приказана у монослојним кристалима, на пример, молибден дисулфида или волфрам дисулфида који имају дебљину од само три атома. „У оба монослоја постоји посебна врста суправодљивости у којој унутрашње магнетно поље штити суправодљиво стање од спољашњих магнетних поља“, објашњава Ие. Нормална суправодљивост нестаје када се примени велико спољно магнетно поље, али ова Изингова суперпроводљивост је снажно заштићена. Чак и у најјачем статичком магнетном пољу у Европи, које има јачину од 37 Тесла, суперпроводљивост у волфрам дисулфиду не показује никакву промену. Међутим, иако је одлично имати овако јаку заштиту, следећи изазов је пронаћи начин да се контролише овај заштитни ефекат, применом електричног поља.

Нова суперпроводна стања

Ие и његови сарадници проучавали су двоструки слој молибден дисулфида: "У тој конфигурацији, интеракција између два слоја ствара нова суправодљива стања." Ви сте створили суспендовани двоструки слој, са јонском течношћу на обе стране која се може користити за стварање електричног поља преко двослоја. „У појединачном монослоју, такво поље ће бити асиметрично, са позитивним јонима на једној страни и негативним наелектрисањем са друге стране. Међутим, у двослоју можемо имати исту количину наелектрисања индуковану на оба монослоја, стварајући симетричан систем", објашњава Ие. Електрично поље које је тако створено могло би се користити за укључивање и искључивање суперпроводљивости. То значи да је створен суправодљиви транзистор који би могао да се пробије кроз јонску течност.

У двоструком слоју, Изингова заштита од спољашњих магнетних поља нестаје. "Ово се дешава због промена у интеракцији између два слоја." Међутим, електрично поље може обновити заштиту. „Ниво заштите постаје функција колико снажно затварате уређај.

Цоопер парови

Осим стварања суперпроводног транзистора, Ие и његове колеге су направили још једно интригантно запажање. Године 1964. предвиђено је постојање посебног суперпроводног стања, названог ФФЛО стање (названо по научницима који су га предвидели: Фулде, Ферел, Ларкин и Овчиников). У суперпроводљивости, електрони путују у паровима у супротним смеровима. Пошто путују истом брзином, ови Куперови парови имају укупан кинетички импулс нула. Али у ФФЛО стању постоји мала разлика у брзини и стога кинетички импулс није нула. До сада, ово стање никада није правилно проучавано у експериментима.

„Испунили смо скоро све предуслове да припремимо ФФЛО стање у нашем уређају“, каже Ие. „Али држава је веома крхка и на њу значајно утичу контаминације на површини нашег материјала. Стога ћемо морати да поновимо експерименте са чистијим узорцима."

Са суспендованим двослојем молибден дисулфида, Ие и сарадници имају све састојке потребне за проучавање неких посебних суперпроводних стања. "Ово је заиста фундаментална наука која би нам могла донети концептуалне промене."