Международная группа физиков получила сверхпроводник из хирального материала, показав, что в нем может возникать ток, текущий лишь в одном направлении.
Идея «хиральной сверхпроводимости» соединяет две концепции из, казалось бы, совершенно разных областей знания. Хиральными называют структуры, обладающие зеркальной симметрией – как аминокислоты или как ладони наших рук. Такое свойство характерно и для нанотрубок: они представляют собой цилиндры из плоских одноатомных листов, и их хиральность задается углом сворачивания этих плоскостей. Проявляют нанотрубки и сверхпроводимость – способность проводить ток без сопротивления.
Объединить то и другое удалось физикам из Японии, Израиля и США, отчет о работе которых публикует журнал Nature Communications. Кратко о нем рассказывает Phys.Org. Такая задача требует исследования сверхпроводимости в индивидуальных нанотрубках, и до сих пор решить ее ученым не удавалось.
Чтобы проделать это, авторы использовали плоские листы дисульфида вольфрама (WS2), нанотрубки из которых хиральны и при низкой температуре проявляют свойства сверхпроводников. Охлаждая их до 5,8 К, физики стимулировали сверхпроводящее состояние: сопротивление материала упало резко, сразу вдвое. А после того как на нанотрубки воздействовали внешним магнитным полем, параллельным их ориентации, в них обнаружилось асимметричное движение зарядов. Иначе говоря – сигнал, движущийся преимущественно в одном направлении.
©Qin et al., 2017
Природа этой асимметрии еще нуждается в исследовании, однако ученые полагают, что в основе этого явления лежит именно хиральная структура вольфрамовых нанотрубок.
«Нашей следующей задачей будет выяснение механизма этого явления на микроскопическом уровне», – говорит один из авторов работы Тошия Идею (Toshiya Ideue) из Токийского университета.
