Tre tipi di film metallici atomicamente sottili cresciuti su silicio, compreso l'imaging STM. A sinistra:SCI Pb/Si(111). Centro:√7 × √3 Pb/Si(111). Destra:√7 × √3 In/Si(111)
Una collaborazione internazionale FLEET che pubblica una rassegna di superconduttori atomicamente sottili ad "alta temperatura" ha scoperto che ognuno ha un meccanismo di guida comune:le interfacce.
Il gruppo, tra cui ricercatori dell'Università di Wollongong, Monash University e Tsinghua University (Pechino), hanno scoperto che le interfacce tra i materiali erano la chiave della superconduttività in tutti i sistemi esaminati.
Il miglioramento della superconduttività alle interfacce (effetto di miglioramento della superconduttività dell'interfaccia) nei superconduttori atomicamente sottili è uno strumento unico per scoprire nuovi superconduttori ad alta temperatura, e potrebbe essere usato per sbloccare finalmente il meccanismo sfuggente dietro la superconduttività ad alta temperatura.
I sistemi studiati includono:
La revisione ha studiato il ruolo dell'epitassia a fascio molecolare (MBE), spettroscopia a effetto tunnel (STM/STS), microscopia elettronica a trasmissione a scansione (STEM), sistema di misurazione delle proprietà fisiche (PPMS), nella fabbricazione e identificazione di superconduttori atomicamente sottili.
Superconduttori:uno sfondo
I superconduttori atomicamente sottili (sia a base di ferro che di rame) sono un tipo di superconduttore ad "alta temperatura" (Tipo II o non convenzionale) in quanto hanno una temperatura di transizione (Tc) molto più alta di pochi gradi Kelvin sopra lo zero assoluto.
Struttura reticolare del β-FeSe. (a) Modello 3D. (b) Vista dall'alto. Credito:FLEET
Superconduttività in film FeSe a strato singolo coltivati su substrati STO. In alto:immagine STM, in basso:spettroscopia a effetto tunnel che mostra un gap superconduttore con picchi di coerenza pronunciati. Credito:FLEET
Imaging STM (ingrandimenti a destra). In alto:isola anatasio TiO2 (001) su substrato SrTiO3(001). In basso:film SUC/DUC FeSe su anatasio TiO2. Credito:FLEET
La forza trainante dietro tali superconduttori di tipo II è rimasta sfuggente dalla loro scoperta negli anni '80. A differenza dei superconduttori "convenzionali", è chiaro che non possono essere capiti direttamente dal BCS (Bardeen, Bottaio, e Schrieffer) teoria dell'accoppiamento elettrone-fonone.
In scoperte successive la temperatura di transizione Tc è stata portata costantemente più in alto, e nell'ultimo decennio ci sono stati significativi progressi nell'uso di superconduttori atomicamente sottili, sia a base di ferro che di rame.
Queste nuove scoperte sfidano le attuali teorie sul meccanismo superconduttore dei superconduttori non convenzionali e indicano nuove direzioni promettenti per la realizzazione di superconduttori ad alta Tc.
"L'obiettivo finale della ricerca sulla superconduttività è trovare superconduttori con una temperatura di transizione superconduttiva (Tc) pari o superiore alla temperatura ambiente, " dice l'autore principale Dr. Zhi Li (Università di Wollongong).
Il documento di revisione Superconduttori atomicamente sottili è stato pubblicato sulla rivista Piccolo a maggio 2020.
