Los físicos de la Universidad de Groninga y sus colegas de Nijmegen y Hong Kong, han inducido la superconductividad en una monocapa de disulfuro de tungsteno. Mediante el uso de un campo eléctrico creciente, pudieron mostrar cómo el material pasa de un aislante a un superconductor y luego regresaen un aislante 'reentrante' nuevamente. Sus resultados muestran la típica fase superconductora 'en forma de cúpula', y finalmente proporcionan una explicación de este fenómeno. Los resultados se publicaron en Actas de la Academia Nacional de Ciencias el 19 de marzo
Los científicos, dirigidos por el profesor asociado de la Universidad de Groningen, Justin Ye, utilizaron un campo eléctrico para inducir la superconductividad en una monocapa del disulfuro de tungsteno semiconductor WS2. En el estado inicial con muy pocos portadores, el WS2 se comporta como un aislante."Básicamente, el campo eléctrico agrega portadores a este aislante de banda normal, lo que aumenta la conductividad", explica Ye. A bajas temperaturas, esto inicia un estado superconductor.
temperatura
En la fase superconductora, la temperatura a la que se produce la superconductividad aumenta a medida que el campo eléctrico aumenta antes de caer nuevamente. Este tipo de curva en forma de domo se ha observado en muchos superconductores durante varias décadas. Es una de las características de los superconductores de alta temperatura, muchos misterios quedan por explicar. Recientemente se observó una cúpula similar en varios superconductores que fueron inducidos o controlados por el efecto de campo. Lo que Ye y sus colegas observaron fue que, a medida que el campo eléctrico aumenta aún más, el sistema pasa desuperconductor de nuevo al aislador de nuevo.
"Este rango completo para el diagrama de fase, desde el aislador hasta el superconductor y luego hasta el aislante de reentrada, nunca antes se había observado esto claramente", dice Ye. "Lo logramos, porque trabajamos con un material verdaderamente 2D y utilizamoslíquido iónico para crear un campo eléctrico que es mucho más fuerte de lo que generalmente se aplica. "Normalmente, a medida que se agregan más portadores a un sistema masivo o cuasi-2D, el campo eléctrico finalmente se bloquea. Ye:" Pero en una monocapa WS2,nuestro campo más fuerte aún puede pasar, por eso pudimos observar todo el rango y, finalmente, llegar a la fase de aislamiento ''.
Contraintuitivo
Esto les permitió sacar conclusiones sobre por qué aparecen las diferentes fases. "Lo que sugerimos es que los portadores de carga en el material eventualmente se localizan por el campo eléctrico alto. Por lo tanto, ya no pueden moverse a través del material y se convierte en unaislante. "Esto es muy contradictorio, agrega Ye:" La gente normalmente cree que una activación más alta significa más portadores, por lo tanto, más comportamiento metálico. "Este descubrimiento podría allanar el camino para el diseño racional de dispositivos superconductores 2D que funcionan a temperaturas relativamente altas".La comprensión es el primer paso para controlar las propiedades de los materiales para dispositivos ', concluye Ye.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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