Создан самый тонкий сверхпроводящий слой металла, Hi-Tech

Слой свинца на кремниевой подложке. Изображение получено при помощи туннельного электронного микроскопа. Иллюстрация авторов исследования

Американским исследователям удалось создать самый тонкий сверхпроводящий слой металла. Об этом сообщается в пресс-релизе Техасского университета в Остине, а статья физиков появилась в журнале Science.

В рамках исследования ученым удалось добиться сверхпроводимости, то есть отсутствия электрического сопротивления, в слое свинца толщиной всего два атома. Слой располагался на подложке из кремния и был очень высокого качества, то есть в его кристаллической решетке не было изъянов. Сверхпроводимость была достигнута при температурах в пределах 3,4 - 7,5 градусов по Кельвину.

Согласно современным представлениям, явление сверхпроводимости при подобных температурах объясняется формированием квазичастиц - куперовских пар (то есть объектов, которые просто для удобства расчетов некоторых взаимодействий считаются частицами). Это объекты, состоящие из двух электронов, взаимосвязь которых объясняется их взаимодействием с кристаллической решеткой материала.

Обычно формирование куперовских пар происходит в трехмерном пространстве, однако в новой работе физикам удалось добиться появления данных объектов и сверхпроводимости в случае, когда проводник двумерен. При этом, отмечают физики, температура, при которой пропадает сопротивление, зависит от атомной структуры проводника, а также от материала подложки.

Сверхпроводимость используется во многих сферах исследований в физике, например, при создании мощных магнитных полей. Так, в Большом адронном коллайдере работают сверхпроводящие магниты, охлаждаемые до температуры всего несколько градусов по Кельвину жидким гелием.