Forskere opdager verdens mindste superleder

Forskere har opdaget verdens mindste superleder, et ark med fire par molekyler mindre end et nanometer bredt. Ohio University-ledet undersøgelse, udgivet søndag som en forhånds -online -publikation i tidsskriftet Naturnanoteknologi , giver det første bevis på, at nanoskala molekylære superledende tråde kan fremstilles, som kunne bruges til nanoskala elektroniske enheder og energiprogrammer.

"Forskere har sagt, at det er næsten umuligt at lave nanoskala -sammenkoblinger ved hjælp af metalliske ledere, fordi modstanden stiger, når ledningens størrelse bliver mindre. Nanotrådene bliver så varme, at de kan smelte og ødelægge. Det problem, Joule opvarmning, har været en stor barriere for at gøre nanoskalaudstyr til virkelighed, "sagde hovedforfatter Saw-Wai Hla, en lektor i fysik og astronomi ved Ohio University's Nanoscale and Quantum Phenomena Institute.

Superledende materialer har en elektrisk modstand på nul, og kan derfor bære store elektriske strømme uden strømafbrydelse eller varmegenerering. Superledning blev først opdaget i 1911, og indtil for nylig, blev betragtet som et makroskopisk fænomen. Det nuværende fund tyder på, imidlertid, at den findes på molekylær skala, som åbner op for en ny vej til at studere dette fænomen, Sagde Hla. Superledere bruges i øjeblikket i applikationer lige fra supercomputere til hjerneapparater.

I den nye undersøgelse, som blev finansieret af det amerikanske energiministerium, Hlas team undersøgte syntetiserede molekyler af en type organisk salt, (BETS) ₂ -GaCl ₄ , anbragt på en overflade af sølv. Brug af scanningstunnelspektroskopi, forskerne observerede superledning i molekylære kæder af forskellige længder. For kæder under 50 nanometer i længden, superledningsevne faldt, da kæderne blev kortere. Imidlertid, forskerne var stadig i stand til at observere fænomenet i kæder så små som fire par molekyler, eller 3,5 nanometer i længden.

For at observere superledning i denne skala, forskerne havde brug for at afkøle molekylerne til en temperatur på 10 Kelvin. Varmere temperaturer reducerede aktiviteten. I fremtidige undersøgelser, forskere kan teste forskellige typer materialer, der muligvis kan danne nanoskala superledende tråde ved højere temperaturer, Sagde Hla.

"Men vi har åbnet en ny måde at forstå dette fænomen på, hvilket kan føre til nye materialer, der kan konstrueres til at arbejde ved højere temperaturer, " han sagde.

Undersøgelsen er også bemærkelsesværdig for at give bevis for, at superledende organiske salte kan vokse på et substratmateriale.

"Dette er også vigtigt, hvis man vil fremstille elektroniske kredsløb i nanoskala ved hjælp af organiske molekyler, "Tilføjede Hla.