Lần đầu tiên, các nhà khoa học kết nối thành công một chất siêu dẫn với một chất bán dẫn

VietTimes – Với thí nghiệm thành công trên, các nhà khoa học có thể tạo ra một loại vật liệu bán dẫn với điện trở bằng không.

Các nhà khoa học kết nối thành công chất siêu dẫn với chất bán dẫn (Ảnh: Science Alert)

Các nhà khoa học kết nối thành công chất siêu dẫn với chất bán dẫn (Ảnh: Science Alert)

Lần đầu tiên các nhà khoa học đã thành công trong việc kết hợp hai loại vật chất thú vị với nhau: một lớp bán dẫn siêu mỏng, có bề dày tương đương một nguyên tử; và một vật liệu siêu dẫn có thể dẫn điện với điện trở bằng 0.

Cả hai đều có những thuộc tính tuyệt vời. Thông qua việc kết hợp chúng với nhau trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học hy vọng mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng trong vật lý cổ điển và lượng tử.

Chất bán dẫn là chìa khóa tạo ra các thiết bị điện tử trong cuộc sống của chúng ta, từ tivi đến điện thoại. Khả năng dẫn điện của chúng có thể được điều chỉnh bằng nhiều cách, đơn giản nhất là giữ chúng ở điện thế nhất định, đem lại khả năng dễ dàng bật/tắt dòng điện đi qua.

Tại đây, một lớp đơn của molypden disulfide bán dẫn (MoS2) đã được chiết xuất và thêm vào quá trình chế tạo.

Sau đó, chúng ta có chất siêu dẫn - có thể truyền điện tích với hiệu suất hoàn hảo và không bị mất nhiệt khi ở một nhiệt độ nhất định (thường là nhiệt độ cực thấp). Trong thí nghiệm này, các nhà nghiên cứu sử dụng chất siêu dẫn molybdenum rhenium (MoRe), hy vọng quan sát được một hiện tượng vật lý hoàn toàn mới khi kết hợp 2 vật liệu.

Theo lời nhà vật lý học Andreas Baumgarter tới từ Đại học Basel, thì trong chất siêu dẫn, các electron tự sắp xếp thành các cặp tạo ra những kết quả tuyệt vời, chẳng hạn như việc dòng điện chạy qua mà không có điện trở.

Lần đầu tiên, các nhà khoa học kết nối thành công một chất siêu dẫn với một chất bán dẫn ảnh 1

Nhóm nghiên cứu phát hiện hiện tượng liên kết mạch giữa hai lớp vật liệu khi nhiệt độ ở mức cực thấp (Ảnh: Sciece Mag)

Nhóm nghiên cứu phát hiện hiện tượng liên kết mạch giữa hai lớp vật liệu khi nhiệt độ ở mức -273,15°C, gần độ 0 tuyệt đối. Mehdi Ramezani, thành viên nhóm cho biết đây chính là thứ mà họ tìm kiếm, nhưng đến giờ mới thực hiện được. Để gắn kết hai lớp vật liệu với nhau ban đầu không đơn giản - chúng được xếp lớp như sandwich, với lớp cách điện bên trên và dưới, với lỗ được đục ở lớp cách điện để tạo ra tiếp xúc điện cực.

Chất siêu dẫn sẽ lấp đầy lỗ này, quá trình được thực hiện trong hộp kín khí chứa đầy ni-tơ lỏng để ngăn trường hợp thiết bị tổn thương trong quá trình thí nghiệm. Các nhà khoa học phải sử dụng tay điều khiển từ xa siêu nhỏ để hoàn thành quy trình dưới kính hiển vi.

Nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nano Letters.

Theo Science Alert