بهنوش خرم‌روز: پژوهشگران موفق شده‌اند باریک‌ترین ابررسانای ساخته‌شده تاکنون را تولید کنند. این ابررسانا، یک لایه از اکسید مس با ضخامت کم‌تر از یک نانومتر است که راه تازه‌ای برای ساخت قطعات الکترونیک سریع‌تر ارائه می‌نماید.
ایوان بوزوویک از آزمایشگاه‌های ملی بروک‌هاون در نیویورک و سرپرست گروه سازنده این ابررسانا، در گفتگو با نیوساینتیست گفت: «ساخت ابررساناهای بسیار باریک باعث می‌شود بتوان از آن‌ها نه فقط برای انتقال جریان الکتریکی از نقطه‌ای به نقطه دیگر، که در ابزارهای الکترونیکی نیز بهره برد؛ چراکه می‌توان آن‌ها را برای قطع و وصل مدارهای الکتریکی به کار برد. میدان‌های الکتریسته ساکن نمی‌توانند بیشتر از یک نانومتر به درون رساناهای خوب نفوذ کنند. بنابراین برای استفاده از میدان‌های الکتریکی به این طریق، یک ابررسانای خیلی باریک لازم است».
آزمایش‌های دشوار
برای مدت‌های طولانی، فیزیک‌دانان وجود چنین ابررسانایی را در چنین محیط بسته‌ای محال می‌دانستند. دانشمندان بسیاری سعی کردند از مواد حاصل از اکسید مس به نام کوپریت، لایه‌های نازکی بسازند تا به جواب برسند؛ اما سختی لایه‌های حاصل، ابررسانایی بالقوه آن‌ها را از بین می‌برد.
اما به گفته بوزوویک، آن‌ها رویکرد متفاوتی دارند. گروه او هم لایه‌هایی نازک‌تر تولید کردند، اما آن را در یک لحظه به لایه‌ای با ضخامت اتم درآوردند. آن‌ها شش لایه از اکسید مس لانتان عایق شده درست کردند، سپس روی آن‌ها شش لایه اکسید مس لانتان- استرونتیوم فلزی قرار دادند. وقتی الکترون‌ها به طور خود به خود بین دو لایه اکسید مس جا به جا می‌شوند، یک لایه ابررسانا جایی درون بسته شکل می‌گیرد که می‌تواند در دمای نسبتا بالای 32 درجه کلوین (241- درجه سانتی‌گراد) عمل کند؛ در حالی که اغلب ابررساناها حتی در دماهای پایین‌تر از این جواب می‌دهند.
این گروه نسخه‌های بسیاری از کیک لایه ابررسانا را با فشرده‌سازی روی در لایه‌های مختلف درست کرده‌اند. آن‌ها آن‌قدر خوب می‌توانستند رشد هر لایه را کنترل کنند که موفق شدند با دقت به لایه‌ای که ابررسانایی را مخفی می‌کرد، اشاره کنند. گروه بوزوویک دریافتند که وقتی به لایه دوم اکسید مس لانتان درون بسته، روی اضافه کنند؛ دمای بحرانی ظهور ابررسانایی از 32 درجه کلوین به 18 درجه کلوین افت می‌کند؛ در حالی که اگر به هر یک از لایه‌های دیگر روی می‌افزودند، چنین افت دمایی دیده نمی‌شد. این امر نشان می‌دهد که همه ترافیک ابررسانایی در دمای بالا، از یک لایه اکسید مس ناشی می‌شود. بسیاری فکر می‌کردند که ابررسانایی در دمای بالا در یک صفحه اکسید مس بی‌ثبات خواهد بود، اما این مطالعات نشان داد که چنین نیست.
این ابررسانای باریک برای تغذیه الکترون‌هایش روی سایر لایه‌ها حساب می‌کند. اما بوزوویک معتقد است که در اصل اگر از میدان‌های الکتریکی استفاده شود، همین تاثیر در یک لایه به تنهایی هم قابل مشاهده خواهد بود. بدین ترتیب می‌توان در یک لایه اکسید مس با ضخامت تنها 0.66 نانومتر، یک ابررسانا در دمای بالا داشت.
به نظر توماس لمبرگر، فیزیکدان دانشگاه ایالت اوهایو، این کار یک اثبات تجربی شاهکار از به کارگیری دقیق اتم و رشد تکنیک‌هاست. برای وی جالب است بداند آیا می‌توان این تکنیک‌های تازه را روی مواد دیگری هم به کار برد: « اگر این تکنیک‌های رشدیافته و معماری ابزار را بتوان برای اکسید مس با دماهای بالاتر (به طوری که ابررسانا باشد) به کار برد، تاثیر چشم‌گیری خواهد داشت».
گروه بوزوویک قصد دارد در آینده یک تقویت‌کننده تاثیر میدان ابررسانا با استفاده از مواد بر پایه اکسید مس بسازد. درست است که دیگرانی چنین ابزاری ساخته‌اند، اما آن‌ها تنها در دمای نزدیک به صفر مطلق کار می‌کنند. بوزوویک همچنین می‌خواهد بررسی کند که آیا می‌توان تاثیرات مشابهی را در مورد مواد دیگری ثبت کرد که تاکنون از خود ابررسانایی نشان نداده‌اند. وی در این باره می‌گوید: «این کار جامعه پژوهشی را تکان خواهد داد».
نظر شما