Ultradunne tantalumdisulfide supergeleider wordt beter door rijping

Universiteit Antwerpen en het Britse National Graphen ontdekten een ultradunne supergeleider die bij hogere temperaturen geleidend blijft, doordat ouder wordend materiaal zuurstof opneemt.

Trefwoorden: #atoom, #elektronica, #geleidend, #kwantumfysica, #National Graphen, #nulpunt, #oxidatie, #rijping, #sensor, #supercomputer, #supergeleider, #tantalumdisulfide, #temperatuur, #UAntwerpen, #Ultradun, #zuurstof

Lees verder

research

( Foto: UAntwerpen )

ENGINEERINGNET.BE - Supergeleiders zijn perfecte geleiders die hun elektrische weerstand volledig verliezen bij lagere temperaturen. Vaak betekent dit extreem lage temperaturen, net boven het absolute nulpunt van -273°C.

Omdat zo ver afkoelen niet praktisch is, gaan wetenschappers wereldwijd de uitdaging aan om supergeleiding bij hogere temperaturen mogelijk te maken.

Het materiaal tantalumdisulfide behoort tot een nieuwe generatie supergeleiders: het functioneert ook wanneer het slechts drie atoomlaagjes dik is én er is nu dus een eenvoudige manier ontdekt om het bij hogere temperaturen te doen supergeleiden.

De onderzoekers stelden vast dat oudere stalen van tantalumdisulfide bij hogere temperaturen nog supergeleidend bleven, terwijl jonge stalen hun supergeleiding op lagere temperatuur al verloren.

Door simulaties op basis van kwantumfysica ontdekten ze dat deze verbetering te danken is aan de geleidelijke opname van zuurstof.

“De opname van zuurstof of oxidatie wordt normaal gezien te allen prijze vermeden omdat het de eigenschappen van het materiaal vaak aantast”, zegt Jonas Bekaert van UAntwerpen. “Denk bijvoorbeeld aan het roesten van ijzer. Het tegendeel blijkt nu waar voor deze supergeleider.”

Bekaert: “Verouderen zal niet voor iedere supergeleider automatisch positief werken. Veel hangt af van de atoomsoorten die in het materiaal aanwezig zijn en van de atoomsoorten waaraan het materiaal blootgesteld wordt tijdens het verouderingsproces."

"Maar alleszins is door deze studie het vooroordeel dat oxidatie en andere onzuiverheden per definitie nefast zijn voor de werking van elektronische toestellen voorgoed weerlegd.”

Op basis van deze ontdekking kan men nu dus chemische onzuiverheden gebruiken voor de ontwikkeling van superzuinige en duurzame elektronica, die in de toekomst zijn toe te passen in krachtige supercomputers en nieuwe sensoren.