Tre typer av atomtunna metallfilmer odlade på kisel, inklusive STM-avbildning. Vänster:SCI Pb/Si(111). Mitten:√7 × √3 Pb/Si(111). Höger:√7 × √3 In/Si(111)
Ett internationellt FLEET-samarbete som publicerar en recension av atomärt tunna "högtemperatur" supraledare finner att var och en har en gemensam drivmekanism:gränssnitt.
Laget, inklusive forskare från University of Wollongong, Monash University och Tsinghua University (Peking), fann att gränssnitt mellan material var nyckeln till supraledning i alla undersökta system.
Förbättringen av supraledning vid gränssnitt (effekt för förstärkning av gränssnittssupraledning) i atomärt tunna supraledare är ett unikt verktyg för att upptäcka nya högtemperatursupraledare, och skulle kunna användas för att äntligen låsa upp den svårfångade mekanismen bakom superledning vid hög temperatur.
System som studeras inkluderar:
Granskningen undersökte rollen av molekylär strålepitaxi (MBE), scanning tunneling spektroskopi (STM/STS), sveptransmissionselektronmikroskopi (STEM), fysiska egenskaper mätsystem (PPMS), vid tillverkning och identifiering av atomärt tunna supraledare.
Supraledare:en bakgrund
Atomtunna supraledare (vare sig de är järnbaserade eller kopparbaserade) är en typ av "högtemperatur" (typ II eller okonventionell) superledare genom att de har en övergångstemperatur (Tc) mycket högre än några grader Kelvin över absolut noll.
β-FeSe gitterstruktur. (a) 3D-modell. (b) Ovanifrån. Kredit:FLEET
Superledning i enkelskikts FeSe-filmer som odlas på STO-substrat. Överst:STM-bild, botten:skanningstunnelspektroskopi som visar supraledande gap med uttalade koherenstoppar. Kredit:FLEET
STM-avbildning (förstoringar till höger). Överst:anatas TiO2 (001) ö på SrTiO3(001) substrat. Nederst:SUC / DUC FeSe-filmer på anatas TiO2. Kredit:FLEET
Drivkraften bakom sådana supraledare av typ II har förblivit svårfångade sedan de upptäcktes på 1980-talet. Till skillnad från "konventionella" supraledare, det är uppenbart att de inte kan förstås direkt från BCS (Bardeen, Tunnbindare, och Schrieffer) elektron-fononkopplingsteori.
I successiva upptäckter har övergångstemperaturen Tc drivits stadigt högre, och under det senaste decenniet har det skett betydande framsteg i användningen av atomärt tunna supraledare, både järn- och kopparbaserade.
Dessa nya upptäckter utmanar nuvarande teorier om den supraledande mekanismen hos okonventionella supraledare och indikerar lovande nya riktningar för att realisera hög-Tc supraledare.
"Det slutliga målet med forskningen om supraledning är att hitta supraledare med en supraledande övergångstemperatur (Tc) vid eller högre än rumstemperatur, " säger huvudförfattaren Dr. Zhi Li (University of Wollongong).
Granskningspapperet Atomically thin superconductors publicerades i tidskriften Små i maj 2020.
