מחקר חדש חשף פסים מוליכי-על חד-ממדיים בממשק EuO/KTO(110), תוצאה של אפקט הקרבה הפרומגנטי. תגלית זו מדגישה את ההשפעה המשמעותית של מגנטיות על מצבים מוליכים ומספקת פלטפורמה לחקירה נוספת של מוליכות-על בטמפרטורה גבוהה. מחקר זה לא רק מקדם את ההבנה שלנו לגבי הקשר המורכב בין מוליכות-על ומגנטיות, אלא גם מציג את התכונות הייחודיות של מבני תחמוצת-על מוליכים-על.
צוות בראשות Chen Xianhui ופרופסור Xiang Ziji ממעבדת המפתח של CAS לפיזיקת חומר קוונטי חזק והמחלקה לפיזיקה באוניברסיטת המדע והטכנולוגיה של סין, חשף מצב מוליך-על ייחודי המאופיין בפסים מוליכי-על חד-ממדיים. מצב זה מושרה על ידי אפקט הקרבה הפרומגנטית במבנה הטרו-תחמוצתי המורכב מ-EuO פרומגנטי ו-KTaO3 (KTO) בכיוון (110). הממצאים שלהם פורסמו ב פיזיקת הטבע.
הקהילה האקדמית מסכימה כי הופעתם של זיווגים מוליכי-על לא קונבנציונליים קשורה באופן סבוך למגנטיות, במיוחד בתחמוצות נחושת ובמוליכים בטמפרטורה גבוהה מבוססי ברזל. תנודות מגנטיות נחשבות מכריעות בראשית של מוליכות-על בטמפרטורות גבוהות, כאשר משחק הגומלין בין מוליכות-על ומגנטיות מוביל למצבים מוליכים-על המפגינים אפנון מרחבי ייחודי. מבני תחמוצת-על מוליכים-על המקיפים יחידות מבניות מגנטיות מופיעות כפלטפורמה אופטימלית לחקירת מצבים מוליכים-על כאלה.
בהתבסס על ההישגים הקודמים שלהם, צוות המחקר העמיק במוליכות העל של מערכת זו ובקשר שלה עם אפקט הקרבה הפרומגנטית, תוך התאמה מדוקדקת של ריכוז הנשאים של גז האלקטרונים הדו-ממדי השוכן בממשק. הם חשפו אניזוטרופיה מסקרנת במישור במוליכות-על בקרב דגימות עם ריכוזי נשא נמוכים, אשר בכל זאת נעלמו בדגימות שהציגו ריכוזי נשא גבוהים יותר.
תצפיות על פסים מוליכי-על חד-ממדיים
טמפרטורת המעבר של מוליכות-על הקשורה לכיוון הזרם בממשק ההטרו-צומת נגרמת על ידי היווצרות פסים חד-ממדיים מוליכים-על עקב הפחתת ממד מוליכות-על. בינתיים, אפקט הול חריג והתנהגות היסטרזיס של התנגדות מגנטות מצביעים על כך שהצימוד בין אלקטרונים של הולכה משטחית לפרומגנטיות מושפע ממילוי פס. ההכלאה של אורביטלים אטומיים של Eu ו-Ta בטווח אנרגיה ספציפי מובילה לפיצול ספין רצועה, מה שעולה בקנה אחד עם תוצאות הניסוי. לכן, הופעת פסים מוליכים-על חד-ממדיים בהטרוג'נקציה EuO/KTO(110) מאושרת כנגרם על ידי אפקט הצימוד בין מוליכות-על למגנטיות.
מחקר זה חושף את קיומו של שלב פס מוליך-על בממשק EuO/KTO(110), המושרה על ידי אפקט הקרבה הפרומגנטי. הוא מציג את העדות הניסויית החד-משמעית הראשונה למצבי מוליכות-על אקזוטיים הנובעים מהצימוד המורכב בין מוליכות-על ומגנטיות בממשקי תחמוצת.
