Trois physiciens du Département de physique et d'astronomie de l'Université du Tennessee, Knoxville, avec leurs collègues de la Southern University of Science and Technology et de la Sun Yat-sen University en Chine, ont réussi à modifier un semi-conducteur pour créer un supraconducteur.

Professeur et chef de département Hanno Weitering, Professeur agrégé Steve Johnston, et Ph.D. candidat Tyler Smith faisaient partie de l'équipe qui a fait la percée dans la recherche fondamentale, ce qui peut conduire à des avancées technologiques imprévues.

Les semi-conducteurs sont des isolants électriques mais conduisent des courants électriques dans des circonstances particulières. Ils sont un composant essentiel dans de nombreux circuits électroniques utilisés dans les objets de tous les jours, y compris les téléphones portables, Caméras digitales, téléviseurs, et ordinateurs.

Au fur et à mesure que la technologie a progressé, le développement des semi-conducteurs aussi, permettant la fabrication d'appareils électroniques plus petits, plus rapide, et plus fiable.

supraconducteurs, découvert pour la première fois en 1911, permettre aux charges électriques de se déplacer sans résistance, donc le courant circule sans aucune perte d'énergie. Bien que les scientifiques explorent encore des applications pratiques, les supraconducteurs sont actuellement les plus utilisés dans les appareils d'IRM.

En utilisant une plate-forme semi-conductrice en silicium, qui est la norme pour presque tous les appareils électroniques, Weitering et ses collègues ont utilisé de l'étain pour créer le supraconducteur.

"Quand vous avez un supraconducteur et que vous l'intégrez à un semi-conducteur, il existe également de nouveaux types d'appareils électroniques que vous pouvez fabriquer, " a déclaré Weitering.

Les supraconducteurs sont généralement découverts par accident; le développement de ce nouveau supraconducteur est le premier exemple de création intentionnelle d'un supraconducteur atomiquement mince sur un modèle semi-conducteur conventionnel, exploiter la base de connaissances de la supraconductivité à haute température dans des matériaux d'oxyde de cuivre dopés "Mott isolant".

"Toute l'approche :doper un isolant Mott, l'étain sur du silicium – était une stratégie délibérée. Puis vint prouver que nous voyons les propriétés d'un isolant Mott dopé par opposition à toute autre chose et exclure d'autres interprétations. La prochaine étape logique était de démontrer la supraconductivité, et voilà, ça a marché, " a déclaré Weitering.

"La découverte de nouvelles connaissances est une mission centrale de l'UT, " Weitering a déclaré. " Bien que nous n'ayons pas d'application immédiate pour notre supraconducteur, nous avons établi une preuve de principe, ce qui peut conduire à de futures applications pratiques."