Сверхпроводящие свойства монослоя свинца улучшили золотом
16 февраля 2022 г.
Исследователи из России и Франции показали, что атомы золота могут улучшать сверхпроводящие свойства атомно тонких слоев свинца. Полученные результаты могут помочь в создании джозефсоновских переходов – ключевого элемента сверхпроводящей электроники, пишет пресс-служба Министерства науки и высшего образования.
"Ученые показали, что атомы золота могут улучшать сверхпроводящие свойства атомно тонких слоев свинца. Это исследование может помочь в будущем конструировать миниатюрные джозефсоновские переходы и управлять ими", - говорится в сообщении.
Использование сверхпроводящих материалов и устройств на их основе - наиболее обещающая стратегия для развития квантовых технологий. Одно из важнейших требований, предъявляемых к подобным устройствам, - это их миниатюрный размер. Поэтому необходимы исследования свойств сверхпроводящих материалов на нано- и атомарном масштабе. Особенно интересно изучение этого эффекта в двумерных материалах (толщина которых в пределе достигает всего одного атома).
Ученые исследовали атомные монослои свинца, выращенные на кремниевой подложке. Так как свинец при низких температурах становится сверхпроводником и, как правило, при напылении растет либо островками, либо ступеньками, то получившийся образец представляет из себя систему, в которой есть как сверхпроводящие области (сами островки и поверхность ступеней), так и области, в которых сверхпроводимость может частично или полностью пропадать (пространство между островками или края ступеней).
Таким образом, даже такой простой образец может стать в некотором роде системой из сотен и даже тысяч джозефсоновских переходов - основных компонентов в большинстве сверхпроводящих устройств. Авторы работы решили провести серию исследований по изучению влияния атомов золота на такую систему. Золото не является сверхпроводником, поэтому выводы из классической теории сверхпроводимости подразумевают, что сверхпроводящие свойства будут проявляться в меньшей степени или вовсе могут исчезнуть из-за его влияния.
Однако все оказалось с точностью до наоборот. С помощью сканирующей туннельной микроскопии, спектроскопии, а также электронно-транспортных измерений физики обнаружили, что декорирование ступенек свинца на кремнии с помощью атомов золота приводит к более сильной связи между ними и улучшает сверхпроводящие свойства образца. Переход к сверхпроводимости в "позолоченных" монослоях свинца происходит при более высоких температурах.
Источник: ТАСС