Terungkap Sifat Unik Superkonduktor Baru yang Menjanjikan

(University of Minnesota)

KBRN, Minnesota: Sebuah tim fisikawan internasional yang dipimpin University of Minnesota telah menemukan bahwa logam superkonduktor yang unik lebih kuat bila digunakan sebagai lapisan yang sangat tipis. Penelitian ini adalah langkah pertama menuju target yang lebih besar untuk memahami keadaan superkonduktor yang tidak konvensional dalam material, yang mungkin dapat digunakan dalam komputasi kuantum di masa depan.

Kolaborasi ini mencakup empat anggota fakultas di Fakultas Fisika dan Astronomi Universitas Minnesota -- Associate Professor Vlad Pribiag, Profesor Rafael Fernandes, dan Asisten Profesor Fiona Burnell dan Ke Wang -- bersama dengan fisikawan di Cornell University dan beberapa institusi lainnya. Studi ini diterbitkan di Nature Physics, jurnal ilmiah peer-review bulanan yang diterbitkan oleh Nature Research.

Niobium diselenide (NbSe2) adalah logam superkonduktor, artinya dapat menghantarkan listrik, atau mengangkut elektron dari satu atom ke atom lain, tanpa hambatan. Tidak jarang bahan berperilaku berbeda ketika ukurannya sangat kecil, tetapi NbSe2 memiliki sifat yang berpotensi menguntungkan. Para peneliti menemukan bahwa bahan dalam bentuk 2D (substrat yang sangat tipis hanya beberapa lapisan atom tebalnya) adalah superkonduktor yang lebih kuat karena memiliki simetri dua lipatan, yang sangat berbeda dari sampel yang lebih tebal dari bahan yang sama, seperti dikutip dari University of Minnesota, Jumat (18/6/2021).

Termotivasi oleh prediksi teoretis Fernandes dan Burnell tentang superkonduktivitas eksotis dalam material 2D ini, Pribiag dan Wang mulai menyelidiki perangkat superkonduktor 2D setipis atom.

"Kami mengharapkannya memiliki pola rotasi enam lipatan, seperti kepingan salju." kata Wang. "Meskipun strukturnya enam lipatan, itu hanya menunjukkan perilaku dua lipatan dalam percobaan."

"Ini adalah pertama kalinya [fenomena ini] terlihat dalam materi nyata," kata Pribiag.

Para peneliti mengaitkan simetri rotasi dua lipatan yang baru ditemukan dari kondisi superkonduktor di NbSe2 dengan pencampuran antara dua jenis superkonduktivitas yang bersaing ketat, yaitu jenis gelombang-s konvensional - tipikal NbSe2 massal - dan d- atau mekanisme non-konvensional tipe-p yang muncul di beberapa lapisan NbSe2. Kedua jenis superkonduktivitas memiliki energi yang sangat mirip dalam sistem ini. Karena itu, mereka berinteraksi dan bersaing satu sama lain.

Pribiag dan Wang mengatakan mereka kemudian menyadari bahwa fisikawan di Cornell University sedang meninjau fisika yang sama menggunakan teknik eksperimental yang berbeda, yaitu pengukuran terowongan kuantum. Mereka memutuskan untuk menggabungkan hasil mereka dengan penelitian Cornell dan menerbitkan studi yang komprehensif.

Burnell, Pribiag, dan Wang berencana untuk membangun hasil awal ini untuk menyelidiki lebih lanjut sifat atom NbSe2 yang tipis yang dikombinasi dengan bahan 2D eksotis lainnya, yang pada akhirnya dapat mengarah pada penggunaan keadaan superkonduktor yang tidak konvensional, seperti superkonduktivitas topologi, untuk membangun komputer kuantum.

"Apa yang kami inginkan adalah antarmuka yang benar-benar datar pada skala atom," kata Pribiag. "Kami percaya sistem ini akan dapat memberi kami platform yang lebih baik untuk mempelajari materi guna menggunakannya untuk aplikasi komputasi kuantum."

Reaksi anda terhadap berita ini :

Komentar

00:00:00 / 00:00:00