Фізики Єврейського університету в Єрусалимі показали, що моношар діселеніду ніобію не є простим однозонним надпровідником. Надчутлива скануюча тунельна спектроскопія виявила два окремі параметри надпровідного порядку, які раніше маскувалися під єдиний стан через сильну взаємодію між електронними зонами.
Чому другу щілину було складно побачити
У надпровіднику електрони утворюють куперівські пари, а в спектрі з’являється енергетична щілина. Якщо в матеріалі працює кілька електронних зон, кожна може мати власний параметр порядку. Сильний обмін між зонами згладжує відмінності, тому звичайні вимірювання створювали враження одного надпровідного каналу.
Що показала тунельна спектроскопія
Команда Шахара Сімона, Майї Кланг, Одеда Мілло та Хадара Стейнберга підвищила чутливість спектроскопічного аналізу настільки, щоб розділити внески двох станів у моношарі NbSe2. У масивному матеріалі дослідники побачили вже три взаємодіючі параметри порядку. Аналогічні висновки стосуються й низькорозмірного дисульфіду танталу.
Чому це важливо для квантових пристроїв
Кілька взаємодіючих надпровідних станів змінюють уявлення про механізм спарювання електронів і реакцію матеріалу на поле, струм та дефекти. Для квантової електроніки це важливо, оскільки двовимірні надпровідники можуть стати основою компактних переходів, сенсорів і гібридних елементів. Перед практичним застосуванням потрібно навчитися керувати окремими станами та зберігати їхню стабільність.
Інший напрям енергоощадної надпровідної електроніки розвивають японські науковці: читайте, як RIKEN і Токійський університет представили надпровідні логічні елементи з наднизьким енергоспоживанням.