Впервые ученые наблюдали хиральную сверхпроводимость

До сих пор сверхпроводимость демонстрировалась только на ахиральных материалах, в которых ток движется в двух направлениях.

Хиральная сверхпроводимость объединяет две обычно несвязанных концепции: хиральные материалы имеют зеркальные отражения, которые не идентичны, как не идентичны правая и левая рука. И сверхпроводимые материалы могут проводить электрический ток с нулевой сопротивляемостью при очень низких температурах.

Наблюдение за хиральной сверхпроводимостью — непростой процесс из-за высоких требований к материалу. Хотя углеродные нанотрубки являются сверхпроводящими, хиральными и доступными, до сих пор ученые добивались лишь демонстрации транспорта сверхпроводящего электрона в группах нанотрубок, а не в отдельных нанотрубках.

«Наиболее важное достижение нашей работы состоит в том, что впервые сверхпроводимость была показана на отдельных нанотрубках, — говорил соавтор работы Тошия Идэуэ из Университета Токио. — Это позволяет нам изучать необычные сверхпроводящие свойства, возникающие из характерной (трубчатой или хиральной) структуры».

Это достижение стало возможным лишь при наличии нового двухмерного сверхпроводящего материала дисульфида вольфрама, который обладает большим потенциалом применения в электронике, фотонике и других областях.

Когда ученые пустили ток через одну из нанотрубок и охладили устройство до 5,8 К, ток стал сверхпроводящим, в данном случае, это значит, что его обычное сопротивление сократилось в 2 раза. Когда параллельно нанотрубке ученые подключили магнитное поле, они смогли наблюдать незначительные антисимметричные сигналы, идущие только в одном направлении.

Пока ученые не уверены, что именно вызывает асимметрию в хиральных сверхпроводящих нанотрубках. Они собираются исследовать этот механизм в будущем, пишет Phys.org.

Сверхпроводящие свойства могут приобретать и несверхпроводящие материалы, доказали ученые университета Хьюстона на примере соединения арсенида кальция и железа (CaFe2As2). Оно создало две отдельных фазы и исследователи зафиксировали сверхпроводимость на границе их соединения.