Kerrostusta massamateriaalissa

Manchesterin yliopiston National Graphene Instituten (NGI) tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän luoda välikerroksellisia bulkkimateriaaleja, jotka koostuvat atomisesti ohuista kerroksista, joilla on erittäin monipuoliset elektroniset ominaisuudet - eristävyydestä suprajohtavuuteen.

Tutkittu TaS2, ei ole luotu 2D-materiaalien tavanomaisella valikoivalla pinoamisella, vaan yhden bulkkimateriaalin sisällä lämpökäsittelyn kautta.

Tämä TaS2:en tuotettu faasi koostuu kahdesta vuorottelevasta kerroksesta, joilla on erilliset kiderakenteet ja fysikaaliset ominaisuudet. Korkeammissa lämpötiloissa molemmat kerrostyypit ovat yksinkertaisesti metallisia. Kuitenkin alhaisissa lämpötiloissa toinen muuttuu eristeeksi, kun taas toinen tulee suprajohtavaksi.

Antwerpenin yliopiston NANOlabissa tehdyt atomistiset kvanttimekaaniset simulaatiot ja elektronimikroskopiakuvaukset ovat osoittaneet, että suprajohtavien ja eristyskerrosten rinnakkaiselo johtuu suoraan kaksikerroksisten tyyppien erilaisista atomijärjestelyistä.

Materiaalin vuorotteleva kerrosrakenne tekee tästä materiaalista todellisen 2D-suprajohteen bulkkimuodossa ja avaa joukon kiehtovia kysymyksiä, jotka liittyvät kerrosten välisen kytkennän vaikutukseen suprajohtavaan käyttäytymiseen.

Lisäksi se on esimerkki täysin uudesta lähestymistavasta luoda kahden suprajohteen liitoksia, jotka on erotettu toisistaan ohuella eristekerroksella (ns. Josephson-liitokset), jotka ovat avainelementti monissa nykyaikaisissa teknologisissa sovelluksissa, kuten kvanttianturit ja kvanttilaskentaan tarkoitetut kubit-laitteet.

Aiheista aiemmin:

Uusia yksi- ja kaksiulotteisia materiaaleja