研究者们生长高质量的超导体,找到弹性对磁场

研究人员展示了最近发现的生长能力高质量薄膜超导材料称为钽酸钾(KTaO3)。研究人员还发现,这种材料保留了超导特性即使暴露在非常高的磁场。

超导体材料,可以携带电力没有任何阻力,这意味着能量耗散的热量,例如。超导材料保持承诺让各种更高效的技术,如更快的计算机部件和更节能的电力设备。然而,该领域面临着重大挑战。例如,许多超导材料失去超导性暴露在磁场,这限制了他们的潜在的应用。

“我们在这里工作是很重要的,因为我们不仅展示了如何制作高质量的KTaO3,但我们也表明材料能够承受巨大的磁场不失其可取的属性,“Kaveh阿哈迪说,三篇论文的通讯作者工作,助理教授在北卡州立大学材料科学与工程。“具体来说,我们发现KTaO3保留了超导即使暴露于磁场25特斯拉。这个基本工作是一个必要的一步,任何潜在的应用程序的开发的材料。”

研究人员能够KTaO“成长”3利用分子束外延技术,有效地创建二维(2 d)薄膜材料的衬底上铺设molecule-thin层重叠的原子水平精度。由此产生的薄膜具有极高的质量,意义材料的分子结构很少缺陷。

“这些高质量的薄膜是一个理想的平台,研究这种材料系统的固有特性,”阿哈迪说。

一个这样的特征研究表明KTaO3薄膜保持超导暴露在25特斯拉的磁场。在上下文,在美国唯一一个能够生成一个25特斯拉的磁场是国家高磁场实验室,这是阿哈迪和他的同事检测了材料。

“研究团体仍在早期阶段的理解在KTaO超导3,不太确定申请材料,”阿哈迪说。“我们在这里工作不仅确定了一个有吸引力的质量使它有别于其他2 d超导体,但提供了一个蓝图如何创建KTaO3薄膜,非常适合执行必要的研究来理解这个材料系统的内在属性。”

该研究覆盖在三个期刊文章。最近,“增强临界磁场的超导氧化物界面”在7月27日公布纳米快报。Co-first这篇论文的作者是Athby Al-Tawhid,博士后研究员数控状态;撒母耳Poage,博士生在数控状态。纸是由神圣的Kumah,物理学副教授数控状态;安东尼奥•冈萨雷斯,博士生在数控状态;萨尔瓦•Salmani-Rezaie和康奈尔大学的大卫·穆勒;国家高磁场实验室的Shalinee Chikara;玛丽亚Gastiasoro Donostia国际物理学的中心;Sapienza大学和何塞Lorenzana的罗马。

第二个特征文章。”各向异性在KTaO超导3(111)接口”,是在今年早些时候出版的科学的进步。《华尔街日报》文章涵盖KTaO生长的能力3用分子束外延。”分子束外延KTaO3”,今年早些时候发表的真空科学与技术杂志》上。

这些期刊文章背后的研究是在美国国家科学基金会的支持下,在资助1751455,2004870和2004870,以及合作协议2039380;从美国能源部,格兰特DE-SC0002765之下。

引用:Al-Tawhid啊,Poage SJ, Salmani-Rezaie年代,et al。增强的临界磁场超导氧化物界面。纳米列托人。2023年7月27日,在线发表:acs.nanolett.3c01571。doi:10.1021 / acs.nanolett.3c01571

Schwaigert T, Salmani-Rezaie年代,巴龙先生,等。分子束外延KTaO 3。J休假Sci抛光工艺。2023年,41 (2):022703。doi:10.1116/6.0002223

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