Çalışma, tıbbi teşhis, kuantum hesaplama ve enerji taşımacılığı alanlarını dönüştürebilir.
Dünyanın en ince süper iletkeni olağandışı elektronik davranış sergiliyor. Sadece atomik bir katman kalınlığında olan süperiletken, elektriği son derece verimli bir şekilde ilettiği için birçok uygulamaya sahiptir.
65 K’da süper iletken olabilir. Buna karşılık, aynı malzeme süper iletkeninin toplu numuneleri çok daha düşük bir sıcaklıkta (8 K) süper iletkendir.
Yeni çalışmada, MIT bilim adamları, bu süperiletkende spin uyarımlarının ilk deneysel kanıtını sundular.
Şimdiye kadar fizikçiler, malzemedeki spin uyarımlarını yalnızca atomik bir katman kalınlığında ölçmenin imkansız olduğunu varsayıyorlar. Bu yeni çalışmada, bilim adamları yalnızca spin uyarımlarını tespit etmekle kalmadı, diğer şeylerin yanı sıra ultra ince numunedeki spin dinamiklerinin toplu numunedekilerden önemli ölçüde farklı olduğunu da gösterdi. Ultra ince numunedeki dalgalı dönüşlerin enerjisinin, toplu numunedeki dönüşlerin enerjisinden çok daha yüksek olduğunu buldular.
Eski bir MIT postdoc olan Jonathan Pelliciari, “Bu, atomik olarak ince bir malzemede spin uyarımlarının varlığının ilk deneysel kanıtıdır” dedi .
Genellikle, nötron saçılması manyetizmayı incelemek için kullanılır . Spin, manyetizmanın başlıca özelliği olduğundan, nötron saçılması, iyi bir test olduğu izlenimini verecektir. Ancak teknik, yalnızca bir atomik katman kalınlığında olan bir malzeme üzerinde çalışmaz.
Bu nedenle, bilim adamları rezonans esnek olmayan X-ışını saçılması (RIXS) adı verilen yeni bir deneysel teknik kullandılar.
MIT’de 1947 Kariyer Gelişimi Fizik Bölümünde Yardımcı Doçent olan Riccardo Comin, “Başlangıçta şüpheciydim. ‘Evet, bunu yapabilseydik harika olurdu, ama deneysel olarak imkansıza yakın olacak’ diye düşündüm. Bunun gerçek bir ay ışığı olduğunu düşündüm. Sonuç olarak, “İlk sonuçları topladığımızda benim için çok şaşırtıcıydı. Beklentilerimi düşük tutmuştum, bu yüzden verileri görünce sandalyeme atladım.”
İsviçre’deki Paul Scherrer Enstitüsü’nde Yeni Malzemeler Grubu Spektroskopisi başkanı Thorsten Schmitt, “Bu çalışmanın etkisi iki yönlüdür. Deneysel açıdan, RIXS’nin yalnızca atomik bir katman kalınlığında süper iletken bir malzemede spin uyarımlarına duyarlılığının etkileyici bir gösterimidir. Ayrıca, [sonuçlanan verilerin] bu tür ince süperiletkenlerde süperiletken geçiş sıcaklığının arttırılmasının anlaşılmasına katkıda bulunması beklenmektedir. Başka bir deyişle, çalışma daha da iyi süper iletkenlere yol açabilir.”
Valentina Bisogni, bu çalışmada yer alan değildi beamline ALTI için baş bilim, diyor , alışılmamış anlayışı” Süperiletkenliğin bugün bilim adamları tarafından karşılaştığı başlıca zorluklardan biridir. Son zamanlarda tek tabakalı ince bir demir selenit filminde yüksek sıcaklıkta süper iletkenliğin keşfi, demir selenit sistemine olan ilgiyi yeniledi. Yüksek sıcaklıkta süper iletkenliği sağlayan mekanizmaları araştırmak için yeni bir yol sağlar. Bu bağlamda Pelliciari ve ark. dökme demir selenit ve tek tabakalı ince demir selenit hakkında aydınlatıcı, karşılaştırmalı bir çalışma sunarak, spin uyarımlarının dramatik bir yeniden konfigürasyonunu ortaya koyuyor.”
Dergi Referansı:
Pelliciari, J., Karakuzu, S., Song, Q. et al. Yığından tek katmanlı FeSe’ye dönüş uyarılarının evrimi. Nat Commun 12, 3122 (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-23317-3
