Inizialmente, gli scienziati hanno visto pool bidimensionali di elettroni apparire spontaneamente in un materiale superconduttore tridimensionale

Le pozzanghere bidimensionali sono apparse quando gli scienziati hanno regolato attentamente la temperatura e altre condizioni verso il punto di transizione in cui il superconduttore sarebbe diventato un isolante.

Le loro osservazioni corrispondono strettamente alla teoria della “granulazione elettronica emergente” nei superconduttori, sviluppata da Nandini Trivedi della Ohio State University e colleghi.

“Le previsioni che abbiamo fatto sono in contrasto con il modello standard dei superconduttori”, ha detto Trivedi. “Di solito, più forte è il superconduttore, maggiore è l’energia necessaria per rompere il legame tra coppie di elettroni superconduttori, un fattore che chiamiamo gap energetico. Ma il mio gruppo si aspettava che in questo particolare tipo di superconduttore turbolento, sarebbe vero il contrario: il sistema formerebbe pozze emergenti dove la conduttività era. I compressori sono forti ma le coppie possono essere rotte con molta meno energia del previsto.

“È stato emozionante vedere queste previsioni confermate dalle misurazioni STM dello Stanford Group!”

Diffusione della scienza

Parra ha affermato che i risultati hanno implicazioni pratiche per la realizzazione di materiali 2D.

“La maggior parte dei metodi per realizzare materiali bidimensionali sono approcci ingegneristici, come la crescita di membrane di pochi strati atomici o la creazione di un’interfaccia netta tra due materiali e il confinamento di uno stato bidimensionale”, ha detto. “Questo fornisce un modo aggiuntivo per accedere a questi stati superconduttori 2D. È più economico, non hai bisogno di apparecchiature fantasiose che richiedono temperature molto basse e non richiedono giorni o settimane. L’unica parte difficile è ottenere i materiali formulati correttamente”.

Barra ora dirige un laboratorio presso l’Università Tecnica Federico Santa Maria di Valparaíso, in Cile, incentrato su studi interdisciplinari di materiali biologici su nanoscala. Recentemente ha vinto una sovvenzione per acquisire e far funzionare il primo microscopio a scansione a tunnel a bassa temperatura in Sud America, che prevede di utilizzare per continuare questo tipo di ricerca.

“Quando avrò questa attrezzatura in laboratorio, la collegherò a tutte le cose che ho imparato nel laboratorio di Harry e la userò per insegnare a una nuova generazione di ricercatori che lavoreremo nel campo della nanoscienza e della nanotecnologia in Cile”, ha detto.

La ricerca è stata finanziata dall’Office of Science del Department of Energy.

Citazione: Carolina Barra et al., Atti della National Academy of Sciences, 12 aprile 2021 (10.1073 / pnas.201781011)