Les chercheurs ont découvert une transition supraconductrice inattendue dans des couches extrêmement minces de désélénide de niobium (NBSE2). Publication Communications de la natureils ont constaté que lorsque ces films deviennent plus minces que six couches atomiques, la supraconductivité ne se propage plus uniformément dans le matériau, mais se limite plutôt à sa surface.
Cette découverte remet en question les hypothèses précédentes et pourrait avoir des implications importantes pour comprendre la supraconductivité et développer des technologies quantiques avancées.
Des chercheurs de l'Université hébraïque de Jérusalem ont fait une découverte surprenante sur la façon dont la supraconductivité se comporte en matériaux extrêmement minces. Les supraconducteurs sont des matériaux qui permettent au courant électrique de s'écouler sans résistance, ce qui les rend incroyablement précieuses pour la technologie. Habituellement, les propriétés des supraconducteurs changent de manière prévisible lorsque les matériaux deviennent plus minces; Cependant, cette étude a trouvé quelque chose d'inattendu.
L'équipe, dirigée par le doctorat. L'étudiant Nofar Fridman, sous la direction du professeur Yonathan Anahory, du Racah Institute of Physics et du Nano Center de l'Université Hebrew, a examiné de près les films minces fabriqués à partir de désélénide de niobium (NBSE2), un type spécial de matériau supraconducteur en couches, qui peut être assemblé en structures où l'épaisseur est précisément contrôlée jusqu'à la limite de la couche.
En utilisant des techniques d'imagerie magnétique avancées, les chercheurs ont mesuré comment ces matériaux réagissent aux champs magnétiques à mesure que leur épaisseur diminuait.
En règle générale, les scientifiques s'attendent à ce que la capacité d'un matériau supraconducteur expulse les champs magnétiques de devenir plus forts à mesure que le matériau devient plus épais. Ici, cette longueur est évaluée par une propriété physique appelée longueur de perle. Cette étude a confirmé cette règle pour des échantillons plus épais que dix couches atomiques.
Cependant, lorsque les films sont devenus extrêmement minces – juste trois à six couches (2 à 4 nm) – les chercheurs ont observé quelque chose d'inattendu: la longueur de perle a fortement augmenté et est devenue une épaisseur indépendante, brisant le modèle attendu.
« Nos résultats révèlent quelque chose de complètement inattendu qui pourrait être omniprésent dans les matériaux supraconducteurs », a expliqué Nofar Fridman, le doctorat. étudiant à la tête de l'étude.
« Dans des échantillons très minces, la supraconductivité se comporte différemment de ce que nous avons connu. Il semble que sous une certaine épaisseur, les supraconducteurs anident le courant principalement à leurs surfaces supérieures et inférieures, plutôt que tout au long de leur volume. Cette découverte ouvre de nouvelles questions passionnantes sur la supraconductivité dans les matériaux ultra-minces. »
Le superviseur de l'équipe, le professeur Yonathan Anahory, a souligné l'importance de leur méthode, disant: « Notre imagerie magnétique haute résolution nous a permis de voir des détails que les méthodes précédentes ne pouvaient pas détecter.
« En trouvant cette supraconductivité de surface unique, nous avons élargi notre compréhension de la façon dont les matériaux supraconducteurs se comportent à des échelles extrêmement petites. Cela pourrait avoir des implications importantes pour les recherches et les technologies futures. »
Cette découverte jette un nouvel éclairage sur la supraconductivité dans des films très minces et des défis précédemment contenaient des théories. Il met également en évidence comment les techniques de mesure spécialisées peuvent révéler des phénomènes physiques surprenants, ouvrant potentiellement des avenues pour des applications innovantes dans la technologie quantique.
