Версия для слабовидящих
Настоящий двумерный сверхпроводник впервые изучили на практике Печать Email
Новости об инновациях
11.11.2015

Группа физиков из США, Испании, Австрии, Австралии и Китая впервые выделила изменения электронного строения двумерного сверхпроводника при понижении его размерности, то есть при переходе от объемного материала к однослоевому. Оказалось, что в монослоевом материале отсутствуют некоторые из энергетических зон объемного материала, которые могут отвечать за сверхпроводимость.  Работаопубликована в журнале Nature Physics,пресс-релиз доступен на сайте исследовательского центра NANOGUNE.

Халькогениды переходных металлов, в том числе и селенид ниобия NbSe2,показывают сильную разницу между свойствами объемных материалов (3D) и структур, состоящих из всего одного кристаллического слоя (2D). Ранее, например, ученые открыли сверхпроводимость в монослое селенида железа FeSe, причем его критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние (TC) составила порядка 100К, что больше чем в десять раз превышает TC объемного материала (~8К). Но свойства FeSe сильно зависели от материала подложки и разделить, какой именно вклад в сверхпроводимость вносит сам материал, и как влияет на него подложка из титаната стронция, было довольно сложно.

Изображение с атомным разрешением поверхности NbSe2, полученное методом сканирующей туннельной микроскопии. Изображение: Miguel M. Ugeda et al. / Nature Physics, 2015

При понижении размерности в NbSe2 теоретические расчеты предсказывают наличие фазового перехода металл-полуметалл, который определяется по изменению электронной структуры вещества. В отдельных атомах энергия электронов может принимать только определенные дискретные значения – их называют энергетическими уровнями. Они бывают «реальными», то есть на которых есть электроны, или «виртуальными», на которые электроны могут перейти при каком-то внешнем воздействии. В твердом теле отдельные атомные уровни «размываются» в большие энергетические зоны. Эти зоны во многом определяет свойства вещества: если последняя из «реальных» зон заполнена электронами только частично – вещество является проводником; если она заполнена полностью, а до ближайшей «виртуальной» есть промежуток в несколько электрон-вольт –полупроводником или диэлектриком. При переходе от трех- к двухмерному NbSe2 первая «виртуальная» зона начинает перекрываться с последней заполненной, образуя состояние, называемое полуметаллом.

Определение параметров электронной структуры – то есть геометрического расположения зон и их энергетический спектр – является одним из важнейших этапов при описании проводящих свойств твердых тел, в том числе и сверхпроводимости. Но какие именно особенности зонной структуры отвечают этому явлению – до сих пор остается предметом дискуссий. Поэтому одной из задач,которую поставили себе авторы, стало определение изменений, которые происходят в электронной структуре при понижении размерности сверхпроводника NbSe2 с 3D до 2D.

Для этого авторы вырастили монослой NbSe2 на подложке, представляющей собой двойной графеновый слой и сравнили полученные данные с объемным материалом. В первую очередь, ученые выделили вклад, который вносит в измерения подложка и доказали, что NbSe2 не образует с ней прочных химических связей. Доказательство проводили,сравнивая данные разных образцов, которые отличались взаимным расположением изучаемого монослоя и подложки: если бы она оказывала сильное влияние, то результаты измерений зависели бы от того, как именно смещены друг относительно друга эти кристаллические структуры. Это позволило сделать предположение о независимости поведения электронных систем материалов и получить данные для чистого двухмерного селенида ниобия.

Электронная структура (расположение и энергия)энергетических зон была определена комбинацией методов сканирующей туннельной микроскопии/спектроскопии и фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением, вместе позволяющим по анализу возможных электронных переходов (из зоны в зону) восстановить зонную структуру. Было показано, что энергетические зоны действительно перекрываются на величину, предсказанную ранее теоретически.

С другой стороны, было измерено, что при понижении размерности с 3D до 2D критическая температура понижается с 7,2 до 1,9 К. На текущим момент причина такого поведения неизвестна, но авторами исследования был сделан вывод, что энергетические зоны, отсутствующие в двухмерном NbSe2 играют ключевую роль в сверхпроводимости объемного образца.

Сверхпроводники – материалы, сопротивление которых считается абсолютным нулем (по крайней мере, его значение оказывается ниже чувствительности современных приборов). Однако в известных на данных момент материалах этот эффект проявляется только при очень низких температурах, и ученые не прекращают поиск все новых материалов, которые бы имели более высокую TC. Исследователи считают, что изучение механизмов, которые могут подавлять или усиливать сверхпроводимость, позволит им продвинуться в понимании этого явления. 

Автор: Екатерина Митрофанова

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/nastoyashchii-dvumernyi-sverkhprovodnik-vpervye-izuchili-na-praktike

 
Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта
incest xxx free rarefilm.net