Учёные воспроизвели сверхпроводимость в тонких плёнках

 


Статья, посвящённая разработке этой группы учёных, вышла в октябрьском номере журнала Nature.

Особенность данной работы в том, что физики смогли создать высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) в виде тонких плёнок и изучить влияние поверхности составляющих на образование сверхпроводящей области. При этом оба слоя веществ сами по себе не являлись сверхпроводниками: La2CuO4 – диэлектрик (плохо проводит электрический ток), а La1.55Sr0.45CuO4 — по свойствам металл.

Чтобы добиться такого результата, исследователям пришлось создать более двухсот образцов плёнок: одно-, двух— и трёхслойных с различными составляющими (проводниками, изоляторами и сверхпроводниками), во всех возможных вариантах компоновки и с разными значениями толщины слоёв.

Группа Ивана Бозовича (Ivan Bozovic) растила образцы с помощью специально разработанной установки послойной молекулярно-лучевой эпитаксии. Она позволяет синтезировать плёнки с практически идеальной поверхностью (шероховатость на уровне нескольких атомов). Это означает, что в многослойных системах будут практически идеальные границы раздела.

"Технически сложно осуществить создание именно двухслойного материала, часто на границе образуется новое третье соединение, обладающее сверхпроводимостью", — рассказывает Иван.

Однако в данном случае учёным это удалось, что и подтвердили их коллеги из университета Корнелла (Cornell University), которые использовали метод просвечивающей электронной микроскопии для исследования химического состава полученных плёнок.

"Эта работа позволила нам наблюдать сверхпроводимость в слое толщиной всего 1-2 нанометра близ физической границы раздела двух материалов", — отмечает Бозович в пресс-релизе университета.

Данное исследование открывает новые горизонты: со временем учёные надеются понять механизм высокотемпературной сверхпроводимости и попытаться с помощью такой же технологии улучшить свойства других известных, а также новых сверхпроводников.

О практическом применении разработки пока говорить рано. Но в теории на основе таких "двухслойных сверхпроводников" можно было бы создавать, к примеру, новые сверхпроводниковые полевые транзисторы. Они будут работать быстрее и при этом потреблять меньше энергии, нежели их полупроводниковые собратья.


Источник: MEMBRANA.RU