Möjligheten att uppnå rumstemperatursupraledning tog ett litet steg framåt med en nyligen upptäckt av ett team av Penn State-fysiker och materialforskare.

Den överraskande upptäckten involverade skiktning av ett tvådimensionellt material som kallas molybdensulfid med ett annat material som kallas molybdenkarbid. Molybdenkarbid är en känd supraledare - elektroner kan strömma genom materialet utan motstånd. Även den bästa metallen, som silver eller koppar, förlora energi genom värme. Denna förlust gör långdistansöverföring av el dyrare.

"Supraledning uppstår vid mycket låga temperaturer, nära absolut noll eller 0 Kelvin, sa Mauricio Terrones, motsvarande författare på ett papper i Förfaranden från National Academy of Sciences publiceras denna vecka. "Molyfarbets alfas är supraledande vid 4 Kelvin."

Vid skiktning av metastabila faser av molybdenkarbid med molybdensulfid, supraledning sker vid 6 Kelvin, en ökning med 50 %. Även om detta inte är anmärkningsvärt i sig - andra material har visat sig vara supraledande vid temperaturer så höga som 150 Kelvin - var det fortfarande ett oväntat fenomen som förebådar en ny metod för att öka supraledning vid högre temperaturer i andra supraledande material.

Teamet använde modelleringstekniker för att förstå hur effekten uppstod experimentellt.

"Beräkningar med hjälp av kvantmekanik som implementerats inom densitetsfunktionell teori hjälpte vid tolkning av experimentella mätningar för att bestämma strukturen hos de nedgrävda molybdenkarbid/molybdensulfidgränssnitten, sa Susan Sinnott, professor i materialvetenskap och teknik och avdelningschef. "Detta arbete är ett bra exempel på hur material syntes, karakterisering och modellering kan gå samman för att främja upptäckten av nya materialsystem med unika egenskaper. "

Enligt Terrones, "Det är en grundläggande upptäckt, men ingen som trodde skulle fungera. Vi observerar ett fenomen som så vitt vi vet aldrig har observerats tidigare."

Teamet kommer att fortsätta experimentera med supraledande material med målet att en dag hitta materialkombinationer som kan bära energi genom nätet med noll motstånd.