اخيراً دانشمنداني از آزمايشگاه ملي بروکهاون، متعلق به گروه انرژي ايالات متحده، گزارشي مبني بر ساخت شکل جديدي از پوشش‌هاي نازک دولايه ارئه كرده‌‌اند. هيچ کدام از لايه‌هاي اين پوشش‌، خود ابررسانا نيستند؛ اما در سطح ‌مشترک اين دو لايه، يک ناحية ابررسانا با ضخامت نانويي وجود دارد. علاوه ‌بر اين، اين محققان نشان داده‌اند که مي‌توان دماي ابررسانايي در اين سطح را از ۵۰ درجة کلوين(۳۷۰ – درجة فارنهايت) بالاتر برد.

يکي از اهداف اصلي در مسير ساخت ابزارهاي ابررساناي سودمند، دستيابي به موادي است که در نانومقياس، همانند ابررساناها عمل مي‌کنند. اين ابررساناهاي نانومقياس در ابزارهايي چون ترانزيستورهاي ابررسانا و نهايتاً در الکترونيک فوق‌سريع و کم‌مصرف، سودمند واقع خواهند شد.

ايوان بوزوويک، فيزيک‌دان و رهبر اين گروه، مي‌گويد:«اين کشف ثابت مي‌کند که ما قادريم در يک لاية فوق‌نازک با ضخامت يك تا دو نانومتر، ابررسانايي قدرتمندي در سطح‌ مشترک دو لايه ايجاد کنيم. اين لاية ابررسانا در نزديکي مرز فيزيکي بين دو مادة مذکور قرار دارد. کشف ما، دورنماهايي براي پيشرفت‌هاي بيشتر ايجاد مي‌كند؛ مثلاً مي‌توان با استفاده از اين روش‌ها، به شکل قابل‌توجهي خصوصيات ابررسانايي را در ساير ابررساناهاي موجود و يا ابررساناهاي جديد، ارتقا داد.» وي افزود:«مطالعة بيشتر بر روي نحوه‌ِي بالا رفتن دماي ابررسانايي ممکن است اطلاعاتي در مورد معماي بزرگ در اختيار ما بگذارد؛ اين معما، مکانيزمِ حاکم بر ابررسانايي دمابالاست که همچنان يکي از مهم‌ترين مشکلات حل‌نشده در فيزيک ماده‌چگال به شمار مي‌رود.»

اين گروه در سال ۲۰۰۲ گزارش کردند که طبق مشاهداتشان، دماي بحراني(که نمونه در زير آن، ابررساناست) در دولايه‌هايي از دو مادة مسي ناهمسان، مي‌تواند ۲۵ درصد ارتقا يابد؛ البته در آن زمان، آنها نمي‌دانستند که دليل وقوع اين پديده چيست. آنها براي بررسي‌هاي کامل‌تر، بيش از ۲۰۰ پوشش تک‌فازِ دولايه و سه‌لايه ساختند و در آنها بخش‌هاي عايق، فلزي و ابررسانا را در تمام حالات ممکن و داراي ضخامت‌ِ لاية متغير با يکديگر ترکيب کردند. اين پوشش‌ها در يک سيستم رشد هم‌بافته‌ي اشعه‌ي مولکولي اتمي‌ لايه‌به‌لاية منحصربه‌فرد، رشد داده شدند. اين سيستم را بوزوويک و همکارانش طراحي و ساخته بودند تا به‌وسيلة آن، ساخت مصنوعي پوشش‌هاي هموار اتمي و چندلايه‌هايي با سطح ‌مشترکِ بدون ‌عيب ممکن شود. بوزوويک در اين باره گفت:«بزرگ‌ترين چالش، اثبات قابل ‌قبولِ اين مسئله بود که پديدة ابررسانايي از ادغامِ سادة دو ماده(لايه) و تشکيل مادة سومي(که از لحاظ شيميايي و فيزيکي از لايه‌هاي سازنده قابل‌تميز بوده و به شکل لاية سومي در بين آنها قرار گرفته ‌باشد) ايجاد نمي‌شود.» همکاران بوزويک از دانشگاه کورنل با استفاده از ميکروسکوپ الکتروني عبوري با دقت اتمي، اين احتمال را رد کرده‌اند.

وي در مورد کاربردهاي اين کشف گفت:«هنوز براي برشمردن کاربردهاي به دست‌آمده از اين تحقيق، بسيار زود است؛ اما ما تا اين مرحله مي‌توانيم تصور کنيم که اين کشف، ما را يک گامِ بزرگ، به ساخت ابزارهاي ابررساناي سه‌پايانه‌اي سودمند همچون ترانزيستور ميدان‌اثرِ ابررسانا، نزديک‌تر مي‌کند.» در چنين ابزاري، مي‌توان به‌وسيلة يک ميدان الکتريکي خارجي که با اعمال يک ولتاژ کنترل مي‌شود، ترانزيستور را بين حالت‌هاي ابررسانايي و مقاومتي تغيير حالت داده، آن را کليدزني کرد. مدارهايي که از چنين ابزارهايي ساخته مي‌شوند، نسبت به مدارهاي مبتني بر نيمه‌رساناي کنوني، بسيار سريع‌تر و کم‌مصرف‌ترند.

نتايج اين تحقيق در نشرية Nature به چاپ رسيده‌است.

 

منبع:  http://www.nanotechwire.com/news.asp?nid=6741&ntid=&pg=4