Ученые обнаружили новый тип поверхностной сверхпроводимости

Международная группа физиков совершила прорыв в понимании сверхпроводимости в диселениде ниобия (NbSe2). Исследование показало, что способ протекания сверхпроводящего тока в тонких пленках этого материала зависит от количества атомных слоев. Об этом сообщает пресс-служба Еврейского университета Иерусалима. 

Ученые изучали пленки NbSe2, состоящие из 3 до 53 атомных слоев. Этот материал проявляет сверхпроводимость при температурах ниже 7,2 Кельвина. Интерес к NbSe2 обусловлен его легкостью расщепления на отдельные атомные слои, обладающие свойствами, отличными от объемного материала. Для исследования использовался уникальный магнитный микроскоп с квантовым магнетометром, позволяющим отслеживать магнитные вихри в сверхпроводнике.

Эксперименты выявили неожиданную закономерность: при уменьшении числа атомных слоев с семи до шести происходит резкое изменение характера протекания тока. В более толстых пленках (более 7 слоев) ток проходит через все слои, тогда как в пленках толщиной в шесть слоев и менее, ток концентрируется исключительно на поверхностных слоях — верхнем и нижнем.

Исследователи предполагают, что эта неожиданная находка указывает на существование в NbSe2 двух конкурирующих механизмов сверхпроводимости. Вероятно, это связано с наличием разных типов атомов в материале, каждый из которых способствует сверхпроводимости своим способом. Тонкие пленки демонстрируют преобладание одного механизма (поверхностная сверхпроводимость), тогда как в толстых пленках доминирует другой.

Фото: wikimedia.commons.org/own work (Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication)