L. Liang and Q. Chen/University of
Groningen
Os campos
elétricos aplicados em ambos os lados de um fino semicondutor dicalcogeneto de
metal de transição criam uma camada supercondutora em cima de uma camada
metálica dentro do material.
Como o grafeno, os dicalcogenetos de
metais de transição (TMDCs) são materiais que podem, com fita adesiva e
paciência, serem diluídos até algumas camadas atômicas. Esse recurso,
juntamente com suas propriedades eletrônicas e ópticas superiores, os torna componentes
promissores da TMDCs para dispositivos ultracompactos. Jianting Ye, da Universidade de
Groningen, e seus colegas mostraram agora que podem induzir dois comportamentos
distintos - supercondutividade e condução metálica - em camadas atômicas
adjacentes de uma lâmina TMDC inicialmente semicondutora.
Para obter essa combinação de
comportamento, os pesquisadores usaram campos eletrostáticos fortes, que eles
aplicaram na superfície do material através de um filme dielétrico, ou
"porta". Dependendo da sua polaridade, o campo da porta irá desenhar
ou empurrar os portadores de carga dentro de algumas camadas atômicas da
superfície. Em 2012, Ye e seus
colegas usaram essa abordagem para induzir a supercondutividade em um filme
fino do semicondutor MoS2, o TMDC mais estudado. A chave era usar um
dielétrico iônico-líquido, que produz campos suficientemente fortes para
atingir a densidade de carga necessária para a supercondutividade ocorrer.
Em seu novo trabalho, Ye e sua equipe tomaram um filme de
cinco camadas de MoS2 entre uma porta de líquido iônico (em cima) e
uma porta de estado sólido convencional (abaixo). Eles usaram medidas de
transporte de carga para confirmar que a camada superior do filme MoS2
tornou-se um supercondutor e coexistiu com um estado metálico de alta
mobilidade nas camadas inferiores restantes. Eles também mostraram que poderiam
usar a porta inferior para controlar a interação eletrônica entre as camadas
supercondutoras e metálicas e até mesmo para suprimir a supercondutividade.
Este último efeito poderia ser a base para um novo tipo de transistor
supercondutor.
