Et dobbelt lag med wolfram Diselenide opfører sig som en superleder ved meget lave temperaturer, hvilket kunne antyde en ny rute til at udvikle materialer, der gør det ved stuetemperatur

To lignende overlagte mønstre skaber det, der kaldes moirémønstre, som kan være relateret til superledende i nogle atom-tykke materialer
Der er fundet en mystisk form for superledelse i en snoet krystal, hvilket kan hjælpe forskere med bedre at forstå, hvordan de kan gøre supereffektiv elektronik.
Superledivitet er en sjælden egenskab, der lader nogle materialer udføre elektricitet uden modstand. Vi kender kun materialer, der er superledere ved lave temperaturer eller ekstreme tryk, men en meget høj eller rum-temperatur superleder kunne omdanne verdens energisystemer ved at give os mulighed for at sende ubegrænset energi over store afstande.
På trods af omfattende bestræbelser har forskere endnu ikke opdaget en superleder med rummetemperatur, og de underliggende fysiske mekanismer for de højeste temperatur superledere, vi kender til, hvilke forskere kalder ukonventionel superledningsevne, diskuteres stadig varmt.
I 2018 fandt forskere uventet, at når et ark grafen, et atom-tykt lag af kulstof, er stablet oven på et andet og drejet lidt, bliver det en superleder. Da de gentog denne stabling og vridning med andre materialer og skabte det, der kaldes et moirémønster, producerede det mange nysgerrige egenskaber, såsom eksotisk magnetisme og usædvanlig elektrisk isolering, men ikke superledende. Det var uklart, om den originale superledningsevne bare var et spændt grafen, eller om det muligvis kunne afsløre flere generelle principper for, hvordan man bygger en rumtemperatur-superleder.
Nu har Cory Dean ved Columbia University i New York og hans kolleger opdaget superledelse i et andet atomisk tyndt materiale, Metal Wolfram Diselenide. Egenskaben manifesterer sig, når dobbeltlags og snoede krystaller af stoffet afkøles til −272.724 ° C, ca. en halv grad over absolut nul. ”Grafen er ikke det eneste system, der gør dette,” siger Dean. ”Det antyder, at dette kan være en generel egenskab ved moiré-mønster.”
Dean og hans team så de første tip af superledningsevne i Wolfram Diselenide kort efter grafeneksperimentet, da de afkølede materialet til ekstremt lave temperaturer. De kunne imidlertid ikke måle superledningsevnen korrekt, fordi deres elektriske kontakter stoppede med at fungere, da de forsøgte at køle materialet ned yderligere. ”Vi tilbragte to år til tre år på at prøve at finde ud af (det). Hvordan skubber vi dette temperaturvindue ned og (har) vores kontakter overlever? ” siger Dean. ”Til sidst gjorde vi det, og se og se, superlederen dukkede op igen i vores nye prøve.”
At finde superledelse i et andet materiale end grafen antyder eksistensen af en helt ny klasse af superledende materialer, siger Joseph Betouras ved Loughborough University, UK. ”Når du først har forstået detaljerne i disse materialer, og hvad der er egenskaberne, der fører til superledelse, kan du begynde at konstruere materialer med højere og højere temperaturer og til sidst nå målet (af rumtemperaturer superledende),” siger han.
Det er stadig uklart, hvordan wolfram -diselenid er superledende, siger Dean, men der er antydninger om, at det er et træk i materialets magnetiske felter, der kommer fra samspillet mellem de to snoede ark. Dean og hans team opdagede kun superledningsevnen ved siden af regioner, hvor magnetfelterne er parret på modsatte måder, såsom en nord- og sydpol, der stod op ved siden af hinanden.
”Dette forhold mellem starten af superledende og begyndelsen af magnetisk rækkefølge… giver os en god fornemmelse af, at dette kan være af en lignende smag som nogle af den ukonventionelle superledelsesevne, der antages at eksistere i mere konventionelle materialer,” siger Dean.