Chercheurs de l'Institut physico-technique Zavoisky et du Centre scientifique méridional du RAS, en Russie, ont récemment fabriqué des supraconducteurs quasi-2-D à l'interface entre un ferroélectrique Ba 0,8 Sr 0,2 TiO 3 film et un composé parent isolant de La 2 CuO 4 . Leur étude, présenté dans un article publié dans Lettres d'examen physique , est le premier à atteindre la supraconductivité dans une hétérostructure constituée d'un ferroélectrique et d'un isolant.

L'idée de former une couche supraconductrice quasi-2-D à l'interface entre deux composés différents existe depuis plusieurs années. Une étude antérieure, par exemple, essayé d'y parvenir en créant une fine couche supraconductrice entre deux oxydes isolants (LaAlO 3 et SrTiO 3 ) avec une température critique de 300mK. D'autres chercheurs ont observé la mince couche supraconductrice dans les bicouches d'un isolant (La 2 CuO 4 ) et un métal (La 1,55 Sr 0,45 CuO 4 ), ni l'un ni l'autre n'étant supraconducteur isolément.

"Ici, nous avançons l'idée qu'une fine couche chargée à l'interface entre ferroélectrique et isolant est formée afin de masquer le champ électrique, " Viktor Kabanov et Rinat Mamin, deux chercheurs qui ont mené l'étude, a dit à Phys.org par e-mail. « Cette couche mince peut être conductrice ou supraconductrice selon les propriétés de l'isolant. Afin d'obtenir une couche supraconductrice, nous avons choisi La 2 CuO 4 – un isolant qui devient un T élevé c supraconducteur lorsqu'il est dopé par des porteurs."

L'hétérostructure fabriquée par Kabanov, Mamin et leurs collègues se compose d'un magnétron ferroélectrique pulvérisé sur la surface du composé parent de haute T c supraconducteur La 2 CuO 4 . A l'interface entre ces deux composants, les chercheurs ont observé l'apparition d'une fine couche supraconductrice, qui atteint sa supraconductivité à des températures inférieures à 30K.

Les chercheurs ont détecté les propriétés supraconductrices de la couche en mesurant sa résistivité et via l'effet Meissner. Ils ont constaté qu'une résistance finie est créée lors de l'application d'un champ magnétique faible perpendiculaire à l'interface, ce qui confirme la qualité quasi-2-D de l'état supraconducteur de la couche.

"Le principal avantage de notre technique est la relative simplicité de la création de l'hétérostructure, parce que les exigences pour la rugosité de la surface ne sont pas si strictes, " ont dit Kabanov et Mamin. " D'autre part, le changement de polarisation dans le ferroélectrique permet de contrôler les propriétés de la couche conductrice."

Kabanov, Mamin et ses collègues sont les premiers à observer la supraconductivité à l'interface entre un ferroélectrique et un isolant. À l'avenir, leur approche et les supraconducteurs qu'ils ont fabriqués pourraient éclairer la conception de nouveaux dispositifs électroniques dotés d'une supraconductivité à commande ferroélectrique.

"En ce qui concerne les projets d'avenir, nous aimerions savoir comment contrôler les propriétés supraconductrices de l'interface en faisant tourner la polarisation du ferroélectrique, " ont déclaré Kabanov et Mamin. " Une autre idée est d'essayer de contrôler les propriétés de l'interface par illumination laser. C'est essentiellement la direction sur laquelle nous travaillons actuellement."

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