Las estructuras esquemáticas de Ba 0,8 Sr 0,2 TiO 3 /La 2 CuO 4 (a) con q2DEG (mostrado en rojo); Imagen AFM de La 2 CuO 4 La superficie monocristalina sin la película (b) ilustra la falta de homogeneidad de la interfaz. La dependencia de la temperatura de la susceptibilidad magnética (c), y la dependencia de la temperatura de la resistividad (d) de La 2 CuO 4 monocristal (sin película ferroeléctrica). Crédito:Dmitrii P. Pavlov et al., arXiv:1804.05519 [cond-mat.supr-con]
Investigadores del Instituto Físico-Técnico Zavoisky y el Centro Científico del Sur de RAS, En Rusia, han fabricado recientemente superconductores cuasi-2-D en la interfaz entre un Ba ferroeléctrico 0,8 Sr 0,2 TiO 3 película y un compuesto padre aislante de La 2 CuO 4 . Su estudio, presentado en un artículo publicado en Cartas de revisión física , es el primero en lograr la superconductividad en una heteroestructura formada por un ferroeléctrico y un aislante.
La idea de formar una capa superconductora cuasi-2-D en la interfaz entre dos compuestos diferentes ha existido durante varios años. Un estudio pasado por ejemplo, traté de lograrlo creando una fina capa superconductora entre dos óxidos aislantes (LaAlO 3 y SrTiO 3 ) con una temperatura crítica de 300 mK. Otros investigadores observaron la delgada capa superconductora en bicapas de un aislante (La 2 CuO 4 ) y un metal (La 1,55 Sr 0,45 CuO 4 ), ninguno de los cuales es superconductor de forma aislada.
"Aquí presentamos la idea de que se forma una capa delgada cargada en la interfaz entre el ferroeléctrico y el aislante para proteger el campo eléctrico, "Viktor Kabanov y Rinat Mamin, dos investigadores que realizaron el estudio, le dijo a Phys.org por correo electrónico. "Esta fina capa puede ser conductora o superconductora dependiendo de las propiedades del aislante. Para obtener una capa superconductora, elegimos La 2 CuO 4 - un aislante que se convierte en una T alta C superconductor cuando es dopado por portadores ".
La heteroestructura fabricada por Kabanov, Mamin y sus colegas consiste en un magnetrón ferroeléctrico pulverizado en la superficie del compuesto original de alta T C superconductor La 2 CuO 4 . En la interfaz entre estos dos componentes, los investigadores observaron la aparición de una fina capa superconductora, que alcanza su superconductividad a temperaturas inferiores a 30K.
Los investigadores detectaron las propiedades superconductoras de la capa midiendo su resistividad y mediante el efecto Meissner. Descubrieron que se crea una resistencia finita al aplicar un campo magnético débil perpendicular a la interfaz, lo que confirma la calidad cuasi-2-D del estado superconductor de la capa.
"La ventaja clave de nuestra técnica es la relativa simplicidad de la creación de la heteroestructura, porque los requisitos de rugosidad de la superficie no son tan estrictos, "Kabanov y Mamin dijeron." Por otro lado, el cambio de polarización en el ferroeléctrico permite controlar las propiedades de la capa conductora ”.
Kabanov, Mamin y sus colegas son los primeros en observar superconductividad en la interfaz entre un ferroeléctrico y un aislante. En el futuro, su enfoque y los superconductores que fabricaron podrían informar el diseño de nuevos dispositivos electrónicos con una superconductividad controlada ferroeléctricamente.
"En lo que respecta a los planes para el futuro, nos gustaría aprender cómo podemos controlar las propiedades superconductoras de la interfaz girando la polarización del ferroeléctrico, "Kabanov y Mamin dijeron." Otra idea es tratar de controlar las propiedades de la interfaz mediante la iluminación láser. Esta es básicamente la dirección en la que estamos trabajando ahora ".
© 2019 Science X Network
