En materiales superconductores, fluirá una corriente eléctrica sin resistencia. Hay bastantes aplicaciones prácticas de este fenómeno; sin embargo, muchas preguntas fundamentales aún no han sido respondidas. Profesor asociado Justin Ye, jefe del grupo de Física de dispositivos de materiales complejosen la Universidad de Groningen, estudió la superconductividad en una doble capa de disulfuro de molibdeno y descubrió nuevos estados superconductores. Los resultados fueron publicados en la revista Nanotecnología de la naturaleza el 4 de noviembre
La superconductividad se ha demostrado en cristales monocapa de, por ejemplo, disulfuro de molibdeno o disulfuro de tungsteno que tienen un grosor de solo tres átomos. "En ambas monocapas, hay un tipo especial de superconductividad en el que un campo magnético interno protege el estado superconductorde los campos magnéticos externos ", explica Ye. La superconductividad normal desaparece cuando se aplica un gran campo magnético externo, pero esta superconductividad Ising está fuertemente protegida. Incluso en el campo magnético estático más fuerte de Europa, que tiene una fuerza de 37 Tesla, la superconductividad enEl disulfuro de tungsteno no muestra ningún cambio. Sin embargo, aunque es genial tener una protección tan fuerte, el próximo desafío es encontrar una manera de controlar este efecto protector, aplicando un campo eléctrico.
Nuevos estados superconductores
Ye y sus colaboradores estudiaron una doble capa de disulfuro de molibdeno: "En esa configuración, la interacción entre las dos capas crea nuevos estados superconductores". Crearon una doble capa suspendida, con un líquido iónico en ambos lados que puede usarse paracree un campo eléctrico a través de la bicapa. "En la monocapa individual, dicho campo será asimétrico, con iones positivos en un lado y cargas negativas inducidas en el otro. Sin embargo, en la bicapa, podemos tener la misma cantidad de carga inducidaen ambas monocapas, creando un sistema simétrico ", explica Ye. El campo eléctrico que se creó de este modo podría usarse para activar y desactivar la superconductividad. Esto significa que se creó un transistor superconductor que podría pasar a través del líquido iónico".
En la doble capa, la protección Ising contra los campos magnéticos externos desaparece. 'Esto sucede debido a cambios en la interacción entre las dos capas.' Sin embargo, el campo eléctrico puede restaurar la protección. 'El nivel de protección se convierte en una función de cómofuertemente cierra el dispositivo '
pares de Cooper
Además de crear un transistor superconductor, Ye y sus colegas hicieron otra observación intrigante. En 1964, se predijo que existía un estado superconductor especial, llamado estado FFLO llamado así por los científicos que lo predijeron: Fulde, Ferrell, Larkin y OvchinnikovEn la superconductividad, los electrones viajan en pares en direcciones opuestas. Dado que viajan a la misma velocidad, estos pares de Cooper tienen un momento cinético total de cero. Pero en el estado FFLO, hay una pequeña diferencia de velocidad y, por lo tanto, el momento cinético esno cero. Hasta ahora, este estado nunca se ha estudiado adecuadamente en experimentos.
"Hemos cumplido casi todos los requisitos previos para preparar el estado FFLO en nuestro dispositivo", dice Ye. "Pero el estado es muy frágil y se ve afectado significativamente por las contaminaciones en la superficie de nuestro material. Por lo tanto, necesitaremosrepetir los experimentos con muestras más limpias '
Con la bicapa suspendida de disulfuro de molibdeno, Ye y sus colaboradores tienen todos los ingredientes necesarios para estudiar algunos estados superconductores especiales. 'Esta es una ciencia verdaderamente fundamental que podría traernos cambios conceptuales'.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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