Tre fysiker vid institutionen för fysik och astronomi vid University of Tennessee, Knoxville, tillsammans med sina kollegor från Southern University of Science and Technology och Sun Yat-sen University i Kina, har framgångsrikt modifierat en halvledare för att skapa en superledare.

Professor och institutionschef Hanno Weitering, Docent Steve Johnston, och Ph.D. kandidat Tyler Smith var en del av teamet som gjorde genombrottet inom grundforskning, vilket kan leda till oförutsedda framsteg inom tekniken.

Halvledare är elektriska isolatorer men leder elektriska strömmar under speciella omständigheter. De är en viktig komponent i många av de elektroniska kretsarna som används i vardagliga föremål, inklusive mobiltelefoner, digital kameror, tv, och datorer.

Allt eftersom tekniken har utvecklats, så har utvecklingen av halvledare, möjliggör tillverkning av elektroniska enheter som är mindre, snabbare, och mer pålitlig.

supraledare, upptäcktes första gången 1911, låt elektriska laddningar röra sig utan motstånd, så ström flyter utan någon energiförlust. Även om forskare fortfarande undersöker praktiska tillämpningar, supraledare används för närvarande mest i MRI-maskiner.

Med hjälp av en kiselhalvledarplattform - vilket är standarden för nästan alla elektroniska enheter - använde Weitering och hans kollegor tenn för att skapa supraledaren.

"När du har en supraledare och du integrerar den med en halvledare, det finns också nya typer av elektroniska enheter som du kan göra, ", sa Weitering.

Supraledare upptäcks vanligtvis av en slump; utvecklingen av denna nya supraledare är det första exemplet någonsin på att avsiktligt skapa en atomärt tunn supraledare på en konventionell halvledarmall, utnyttja kunskapsbasen om högtemperatursupraledning i dopade "Mott-isolerande" kopparoxidmaterial.

"Hela tillvägagångssättet - att dopa en Mott-isolator, tenn på kisel – var en medveten strategi. Sedan kom beviset att vi ser egenskaperna hos en dopad Mott -isolator i motsats till allt annat och utesluter andra tolkningar. Nästa logiska steg var att demonstrera supraledning, och se, det fungerade, " sa Weitering.

"Upptäckt av ny kunskap är ett kärnuppdrag för UT, ", sade Weitering. "Även om vi inte har en omedelbar ansökan om vår supraledare, vi har etablerat ett principbevis, vilket kan leda till framtida praktiska tillämpningar. "