Materialet, en skiktad supraledare som kallas niobiumdiselenid (NbSe2), är normalt en supraledare av typ II, vilket innebär att det driver ut magnetiska fält när det kyls under en viss temperatur. Men när teamet tryckte på materialet fann de att det genomgick en övergång till en ny fas, där det plötsligt driver ut magnetfält ännu starkare och blev till supraledare av typ I.5. Denna övergång till supraledning av typ 1.5 har inte tidigare observerats i skiktade supraledare och kan ha konsekvenser för kvantberäkning, avslutar studien.
"Vi tror att denna nya typ av supraledning i NbSe2 beror på närvaron av starka elektroniska korrelationer", säger huvudförfattaren Lei Zhang, en postdoktor vid University of Marylands institution för fysik. "Dessa korrelationer är vanligtvis förknippade med exotiska fenomen, såsom okonventionell supraledning och kvantmagnetism. Därför kan vår upptäckt öppna upp nya vägar för att utforska dessa exotiska fenomen i skiktade supraledare och utforska potentiella tillämpningar inom kvantberäkning."
Supraledning är ett fenomen där ett material leder elektricitet utan att förlora någon energi. Detta gör supraledare till mycket effektiva elektriska ledare, och de har potentiella tillämpningar inom en mängd olika teknologier, inklusive kraftöverföring, MRI-maskiner och partikelacceleratorer.
Kvantberäkning är ett nytt datorområde som använder kvantmekanikens principer för att utföra beräkningar. Kvantdatorer är mycket snabbare och kraftfullare än traditionella datorer, och de har potential att revolutionera en mängd olika områden, inklusive läkemedelsupptäckt, materialvetenskap och finansiell modellering.
Teamets upptäckt av en ny typ av supraledning i NbSe2 kan få konsekvenser för kvantberäkning eftersom materialets starka elektroniska korrelationer kan leda till uppkomsten av nya kvanttillstånd. Dessa tillstånd skulle kunna användas för att lagra och bearbeta kvantinformation, vilket är väsentligt för kvantberäkning.
"Vår upptäckt är spännande eftersom den antyder att skiktade supraledare kan vara en ny plattform för att utforska exotiska fenomen och potentiella tillämpningar inom kvantberäkning", säger seniorförfattaren Jun Zhao, professor vid Institutionen för fysik och Centrum för nanofysik och avancerade material. "Vi fortsätter att undersöka egenskaperna hos NbSe2 och andra skiktade supraledare, och vi hoppas kunna avslöja nya insikter om karaktären hos supraledning och dess potentiella tillämpningar."
Teamets forskning finansierades av National Science Foundation, Department of Energy och Gordon and Betty Moore Foundation.
