Los físicos de las universidades de Groningen y Nijmegen Países Bajos y Hong Kong han descubierto que los transistores hechos de capas ultrafinas de molibdendisulfuro MoS 2 no solo son superconductores a bajas temperaturas, sino que también se mantienen superconductores en un campo magnético alto.Este es un fenómeno único con promesas emocionantes para el futuro.Los experimentos fueron los primeros que se realizaron en el Laboratorio Magnet de alto campo en Nijmegen, operado conjuntamente por la Universidad Radboud y la fundación FOM.Los resultados son publicados el 12 de noviembre por la revista ciencia .
La superconductividad es un estado en el que la resistencia eléctrica de un material desaparece por completo. Normalmente, este fenómeno solo existe a bajas temperaturas y desaparece bajo un campo magnético alto. Pero en el Laboratorio de imanes de campo alto HFML, los físicos descubrieron que MoS 2 - que se puede comprar en las tiendas de Home Depot como lubricante seco - permanece superconductora bajo un campo magnético alto de 37.5 Tesla.
Pares de electrones fuertemente fijados La superconductividad se induce cuando los electrones libres en un material se atraen entre sí y forman pares de electrones débilmente unidos. Estos pares se condensan a un estado superconductor solo cuando todas las perturbaciones posibles en el material son mínimas y, por lo tanto, la superconductividad generalmente existea muy baja temperatura. Cuando un material está expuesto a un campo magnético, la unión débil entre el par de electrones puede romperse fácilmente. La ruptura del par destruye la superconductividad cuando la perturbación del campo magnético se vuelve lo suficientemente fuerte.
Sorprendentemente, el estado superconductor de MoS 2 sobrevive a los campos magnéticos altos porque los electrones emparejados están intrínsecamente asociados con un campo magnético interno alto, que puede alcanzar casi cien Tesla, mucho más alto que el 37.5 Tesla proporcionado por el HFML. En comparación: un imán de nevera convencional tiene un campo magnéticode aproximadamente 0.1 Tesla. Uli Zeitler, físico de la HFML de la Universidad de Radboud explica: 'MoS 2 se comporta de una manera que contradice una ley en física, el llamado límite paramagnético de Pauli. '
Información en espín electrónico aunque la publicación actual es muy fundamental, Zeitler tiene algunas ideas para futuras aplicaciones. "Hay información almacenada dentro de la carga y espín de los electrones, la dirección de su campo magnético interno. Si puede influir en este espín, por ejemplo, con un campo eléctrico, puede almacenar información allí. Y, en principio, esta técnica podría usarse en el desarrollo de una futura computadora cuántica '.
Los experimentos descritos son complicados de realizar. 'Ejecutamos esta investigación a temperaturas muy bajas entre 0 y 12 Kelvin, alrededor de menos 270 grados Celsius, y bajo campos magnéticos altos. Pero para bombear suficientes electrones en MoS 2 explicamos Zeitler, primero necesitábamos temperaturas relativamente altas de aproximadamente menos 50 grados Celsius '.
Como el primer usuario externo del nuevo imán de 37.5 T, Justin Ye, un físico del Instituto Zernike de Material Avanzado de la Universidad de Groningen, está realmente entusiasmado con el resultado: 'Es un buen punto de partida para esta nueva instalaciónComo primer usuario, estoy muy contento de obtener este importante resultado con el apoyo de mis colegas en HFML. Después de este avance en la identificación de un nuevo mecanismo de emparejamiento con una protección sorprendente de la superconductividad contra un campo magnético alto, esperaría muchos resultados inesperadosde los futuros experimentos en HFML. '
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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