Tres tipos de películas metálicas atómicamente delgadas cultivadas en silicio, incluyendo imágenes STM. Izquierda:SCI Pb / Si (111). Centro:√7 × √3 Pb / Si (111). Derecha:√7 × √3 In / Si (111)
Una colaboración internacional de FLEET que publica una revisión de superconductores de 'alta temperatura' atómicamente delgados encuentra que cada uno tiene un mecanismo de conducción común:interfaces.
El equipo, incluidos investigadores de la Universidad de Wollongong, Universidad de Monash y Universidad de Tsinghua (Beijing), descubrió que las interfaces entre los materiales eran la clave de la superconductividad en todos los sistemas examinados.
La mejora de la superconductividad en las interfaces (efecto de mejora de la superconductividad de la interfaz) en superconductores atómicamente delgados es una herramienta única para descubrir nuevos superconductores de alta temperatura. y podría usarse para desbloquear finalmente el elusivo mecanismo detrás de la superconductividad de alta temperatura.
Los sistemas estudiados incluyen:
La revisión investigó el papel de la epitaxia de haz molecular (MBE), espectroscopia de túnel de barrido (STM / STS), microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM), sistema de medición de propiedades físicas (PPMS), en la fabricación e identificación de superconductores atómicamente delgados.
Superconductores:un trasfondo
Los superconductores atómicamente delgados (ya sean a base de hierro o cobre) son un tipo de superconductor de 'alta temperatura' (Tipo II o no convencional) en el sentido de que tienen una temperatura de transición (Tc) mucho más alta que unos pocos grados Kelvin por encima del cero absoluto.
Estructura reticular de β-FeSe. (a) Modelo 3D. (b) Vista superior. Crédito:FLOTA
Superconductividad en películas de FeSe de una sola capa cultivadas en sustratos STO. Arriba:imagen STM, abajo:espectroscopia de túnel de barrido que muestra una brecha superconductora con picos de coherencia pronunciados. Crédito:FLOTA
Imágenes STM (ampliaciones a la derecha). Arriba:isla de anatasa TiO2 (001) sobre sustrato SrTiO3 (001). Abajo:películas SUC / DUC FeSe sobre anatasa TiO2. Crédito:FLOTA
La fuerza impulsora detrás de tales superconductores de Tipo II ha permanecido esquiva desde su descubrimiento en la década de 1980. A diferencia de los superconductores 'convencionales', está claro que no pueden entenderse directamente desde el BCS (Bardeen, Cobre, y Schrieffer) teoría del acoplamiento electrón-fonón.
En sucesivos descubrimientos, la temperatura de transición Tc se ha incrementado constantemente, y en la última década ha habido avances significativos en el uso de superconductores atómicamente delgados, tanto a base de hierro como de cobre.
Estos nuevos descubrimientos desafían las teorías actuales con respecto al mecanismo superconductor de los superconductores no convencionales e indican nuevas direcciones prometedoras para la realización de superconductores de alta Tc.
"El objetivo final de la investigación de la superconductividad es encontrar superconductores con una temperatura de transición superconductora (Tc) igual o superior a la temperatura ambiente, "dice el autor principal, el Dr. Zhi Li (Universidad de Wollongong).
El artículo de revisión Atomically thin superconductors fue publicado en la revista Pequeña en mayo de 2020.
