Se ha demostrado que un nuevo material atómicamente delgado similar al grafeno es un nuevo material superconductor prometedor.

Fósforo negro:un material en capas, algo similar al grafito, ha generado mucho entusiasmo entre científicos e ingenieros debido a sus muchas propiedades electrónicas y ópticas interesantes y útiles.

Así como el grafito está formado por millones de capas de grafeno, El fósforo negro se compone de capas de fosforeno que pueden aislarse. Una nueva investigación ahora revela que el fosforeno posee propiedades tan intrigantes como el grafeno.

Combinando grafeno y otros nuevos materiales 2-D como el fosforeno, que individualmente tienen excelentes características complementarias a las extraordinarias propiedades del grafeno, ha dado lugar a emocionantes desarrollos científicos y podría producir aplicaciones aún más allá de nuestra imaginación.

Ahora, el fosforeno está ayudando a los científicos a responder a la pregunta de si los materiales que constan de una sola capa de átomos pueden ser superconductores. Los superconductores conducen electricidad con resistencia cero y siempre son buscados debido a sus posibles aplicaciones en sensores, líneas eléctricas e imanes energéticamente eficientes capaces de generar grandes campos magnéticos, como los que se utilizan en los escáneres de resonancia magnética y los trenes de levitación.

Usando fosforeno, Un equipo de la Universidad de Manchester dirigido por la profesora Irina Grigorieva muestra claramente que los materiales atómicamente delgados pueden ser verdaderos superconductores siempre que se bombeen suficientes electrones a las capas.

Los superconductores atómicamente delgados son deseables en dispositivos en miniatura, pero también de mucho interés para los científicos porque pueden usarse para probar ideas sobre los límites de la existencia de superconductividad.

Los materiales a granel a menudo se vuelven superconductores si se agrega una cantidad suficiente de electrones y comienzan a interactuar fuertemente entre sí. La superconductividad en materiales bidimensionales de un átomo de espesor se descubrió hace solo una década, pero los hallazgos a menudo no se referían a capas atómicamente delgadas aisladas, sino a sus ensamblajes a granel y la evidencia hasta ahora era débil y, a veces, controvertida.

En un informe publicado en Comunicaciones de la naturaleza , Los científicos utilizaron un proceso llamado intercalación:esencialmente recubriendo capas de fosforeno en fósforo negro con diferentes átomos alcalinos que donan sus electrones al fosforo. En cada caso, esto convirtió al fósforo negro en un superconductor con exactamente las mismas propiedades, independientemente del tipo de átomos que se hayan utilizado para añadir electrones a las capas de fosforeno.

La profesora Irina Grigorieva dijo:"No se sabía nada como esto antes. Esta nueva comprensión es importante para desarrollar materiales atómicamente delgados hacia aplicaciones en electrónica y tecnologías cuánticas".

Renyan Zhang, un estudiante de doctorado que dirigió el esfuerzo experimental, dijo:"Fosforeno y su material parental, fósforo negro, son en muchos aspectos similares al grafeno y al grafito, así que esperábamos que cada metal donante de electrones produjera un superconductor diferente, como es el caso del grafeno y el grafito. Pero para nuestra gran sorpresa, todos los donantes de metales produjeron exactamente el mismo material superconductor, con idénticas propiedades ".