Araştırmacılar, niyobyum diselidinin son derece ince filmlerinde beklenmedik bir süper iletken geçiş keşfettiler (NBSE2). Yayınlamak Doğa İletişimibu filmler altı atomik tabakadan daha ince hale geldiğinde, süperiletkencitenin artık malzeme boyunca eşit olarak yayılmadığını, bunun yerine yüzeyiyle sınırlı hale geldiğini buldular.
Bu keşif önceki varsayımlara meydan okuyor ve süperiletkenliği anlamak ve gelişmiş kuantum teknolojilerini geliştirmek için önemli etkileri olabilir.
Kudüs İbrani Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, süperiletkenliğin son derece ince malzemelerde nasıl davrandığı konusunda şaşırtıcı bir keşif yaptılar. Süper iletkenler, elektrik akımının dirençsiz akmasına izin veren malzemelerdir, bu da onları teknoloji için inanılmaz derecede değerli kılar. Genellikle, süperiletkenlerin özellikleri, malzemeler daha ince hale geldiğinde tahmin edilebilir şekilde değişir; Ancak, bu çalışma beklenmedik bir şey bulmuştur.
Doktora derecesi tarafından yönetilen ekip Öğrenci Nofar Fridman, Racah Fizik Enstitüsü’nden Prof. Yonathan Anahory ve İbrani Üniversitesi Nano Merkezi niobium diselid’den (NBSE2), kalınlığın birkaç katman sınırına göre tam olarak kontrol edildiği yapılara monte edilebilen özel bir katmanlı süper iletken malzeme türü.
Gelişmiş manyetik görüntüleme tekniklerini kullanarak, araştırmacılar bu malzemelerin kalınlıkları azaldıkça manyetik alanlara nasıl tepki verdiğini ölçtüler.
Tipik olarak, bilim adamları süper iletken bir malzemenin, malzeme kalınlaştıkça manyetik alanların daha güçlü hale gelmesini beklerler. Burada, bu uzunluk inci uzunluğu adı verilen fiziksel bir özellik tarafından ölçülür. Bu çalışma, on atomik tabakadan daha kalın örnekler için kuralın olduğunu doğrulamıştır.
Bununla birlikte, filmler son derece zayıfladığında – sadece üç ila altı kat (2-4 nm) – araştırmacılar beklenmedik bir şey gözlemlediler: inci uzunluğu keskin bir şekilde arttı ve kalınlıktan bağımsız hale geldi ve beklenen deseni kırdı.
Doktora Nofar Fridman, “Bulgularımız, süper iletken malzemelerde her yerde olabilecek tamamen beklenmedik bir şey ortaya koyuyor.” Çalışmaya liderlik eden öğrenci.
“Çok ince örneklerde, süperiletkenlik bildiğimizden farklı davranıyor. Belli bir kalınlığın altında, süperiletkenlerin hacimlerinden ziyade çoğunlukla üst ve alt yüzeylerinde akımı barındırıyor. Bu bulgu, ultra ince malzemelerde süper iletkenlik hakkında heyecan verici yeni sorular açıyor.”
Ekibin amiri Prof. Yonathan Anahory, “Yüksek çözünürlüklü manyetik görüntülememiz, önceki yöntemlerin tespit edemeyeceği ayrıntıları görmemize izin verdi.
“Bu eşsiz yüzey süper iletkenliğini bularak, süper iletken malzemelerin son derece küçük ölçeklerde nasıl davrandığına dair anlayışımızı genişlettik. Bunun gelecekteki araştırma ve teknolojiler için önemli etkileri olabilir.”
Bu keşif, çok ince filmlerde ve daha önce tutulan teorilerde zorluklarda süperiletkenliğe yeni bir ışık tutuyor. Ayrıca, özel ölçüm tekniklerinin şaşırtıcı yeni fiziksel fenomenleri nasıl ortaya çıkarabileceğini ve potansiyel olarak kuantum teknolojisinde yenilikçi uygulamalar için yollar açabileceğini vurgulamaktadır.
