Dlaczego inżynierom zależy w ogóle na dążeniu do nadprzewodnictwa? Bo to efekt, za sprawą którego materiał w takim stanie może transportować energię bez jakichkolwiek strat. Pozbawiony oporu transfer byłby rewolucyjny dla sektora energetycznego, a na tym potencjalne korzyści się nie kończą.
Czytaj też: Prawa fizyki pod znakiem zapytania. Supernowe jak latarnie morskie pokazują niewyjaśnioną anomalię
Problem w tym, że liczba znanych nauce nadprzewodników jest stosunkowo ograniczona, a dodatkowo wymagają one ściśle określonych warunków, aby wejść w stan nadprzewodzący i go utrzymać. Takie wymagania obejmują zwykle ekstremalne ciśnienia i temperatury. Nowy nadprzewodnik na liście to zasługa działań zespołu kierowanego przez Cory’ego Deana, który o swoich dokonaniach pisze na łamach Nature.
Dean i jego współpracownicy prowadzili eksperymenty, w ramach których zorientowali się, że ultracienkie warstwy diselenku wolframu ustawione pod odpowiednim kątem zapewniają szereg intrygujących możliwości. Ich ułożenie ma formę inspirowaną wspomnianą prążkami moiré, a ostatni punkt wymagań odnosi się do schłodzenia takiego materiału do temperatury odrobinę wyższej od zera absolutnego.
Diselenek wolframu to nowy nadprzewodnik, który powstał dzięki tzw. prążkom moiré. Naukowcy będą teraz prowadzili badania poświęcone innym dichalkogenkom metalu przejściowego
Takim mianem określa się najniższą temperaturę występującą we wszechświecie, wynoszącą -273,15 stopnia Celsjusza. Przy wartościach nieco wyższych od zera absolutnego skręcone warstwy diselenku wolframu okazały się wykazywać nadprzewodnictwo. Wcześniej autorzy nowych badań próbowali podobnego podejścia względem warstw grafenu, lecz efekt końcowy nie był równie imponujący. Teraz sytuacja uległa diametralnej zmianie.
Ale zanim doszło do przełomu, członkowie zespołu badawczego metodą prób i błędów testowali inne materiały. Wiele z nich osiągało dzięki temu szereg nietypowych cech, takich jak zadziwiające odmiany magnetyzmu czy też stawało się izolatorami. Kiedy przyszła pora na przetestowanie diselenku wolframu, badacze uzyskali efekt, do którego dążyli od 2018 roku. Wspomniany materiał ma w odróżnieniu od grafenu bezpośrednią przerwę pasmową, dzięki czemu zachodzi łatwe przejście elektronów z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa. W efekcie nadprzewodnictwo znajduje się w zasięgu ręki.
Czytaj też: Ten materiał nie zachowuje się, jak znane stany skupienia. Nagranie ukazuje go w akcji
Co ciekawe, diselenek wolframu jest zaliczany do tzw. dichalkogenków metalu przejściowego. Tego typu materiały są stosowane na wiele różnych sposobów, choćby w optoelektronice czy magazynowaniu energii. Być może jeden z nich okaże się nadprzewodnikiem w temperaturze pokojowej – lub przynajmniej zdecydowanie wyższej od zera absolutnego. Gdyby tak się stało, świat znalazłby się u progu wielkiej rewolucji.