La possibilité d'atteindre la supraconductivité à température ambiante a fait un petit pas en avant avec une découverte récente par une équipe de physiciens et de scientifiques des matériaux de Penn State.

La découverte surprenante impliquait la superposition d'un matériau bidimensionnel appelé sulfure de molybdène avec un autre matériau appelé carbure de molybdène. Le carbure de molybdène est un supraconducteur connu :les électrons peuvent traverser le matériau sans aucune résistance. Même le meilleur des métaux, comme l'argent ou le cuivre, perdre de l'énergie par la chaleur. Cette perte rend le transport d'électricité à longue distance plus coûteux.

"La supraconductivité se produit à des températures très basses, proche du zéro absolu ou 0 Kelvin, " a déclaré Mauricio Terrones, auteur correspondant sur un article en Actes de l'Académie nationale des sciences publié cette semaine. "La phase alpha du carbure de Moly est supraconductrice à 4 Kelvin."

Lors de la superposition de phases métastables de carbure de molybdène avec du sulfure de molybdène, la supraconductivité se produit à 6 Kelvin, une augmentation de 50 %. Bien que cela ne soit pas remarquable en soi - d'autres matériaux se sont révélés supraconducteurs à des températures aussi élevées que 150 Kelvin - il s'agissait toujours d'un phénomène inattendu qui laisse présager une nouvelle méthode pour augmenter la supraconductivité à des températures plus élevées dans d'autres matériaux supraconducteurs.

L'équipe a utilisé des techniques de modélisation pour comprendre comment l'effet s'est produit expérimentalement.

"Les calculs utilisant la mécanique quantique telle qu'implémentée dans la théorie fonctionnelle de la densité ont aidé à l'interprétation des mesures expérimentales pour déterminer la structure des interfaces enterrées carbure de molybdène/sulfure de molybdène, " a déclaré Susan Sinnott, professeur de science et d'ingénierie des matériaux et chef du département. "Ce travail est un bel exemple de la manière dont la synthèse des matériaux, la caractérisation et la modélisation peuvent se combiner pour faire avancer la découverte de nouveaux systèmes de matériaux dotés de propriétés uniques. »

Selon Terrones, "C'est une découverte fondamentale, mais personne ne croyait pouvoir fonctionner. Nous observons un phénomène qui, à notre connaissance, n'a jamais été observé auparavant."

L'équipe continuera à expérimenter avec des matériaux supraconducteurs dans le but de trouver un jour des combinaisons de matériaux capables de transporter de l'énergie à travers la grille avec une résistance nulle.