Pierwszy nanometrowy nadprzewodnik

Rozwój elektroniki przebiega od lat w niezwykłym tempie, ale tworzenie kolejnych generacji układów scalonych staje się coraz trudniejsze. Inżynierowie zajmują się przede wszystkim dwoma problemami: zmniejszaniem rozmiaru elementów i redukcją wytwarzanego przez nie ciepła. Tymczasem ilość tzw. odpadowego ciepła zależy od oporu elektrycznego, a ten wzrasta w miarę miniaturyzacji. Przy obecnej skali układów scalonych w ogóle niemożliwe jest użycie metalowych połączeń, bo nagrzewają się tak bardzo, że topią się, niszcząc jednocześnie układ.

Niewykluczone, że będzie możliwe rozwiązanie obu tych problemów za jednym zamachem. Stworzenie nadprzewodzącego drutu o szerokości zaledwie jednego nanometra i długości czterech ogłosił prof. Saw-Wai Hla z Ohio University w Atenach (ale Atenach w amerykańskim Ohio). To najmniejszy obecnie stworzony nadprzewodnik, czyli materiał nie posiadający w ogóle oporu elektrycznego, stworzony z czterech par molekuł. Dotychczas sądzono, że efekt nadprzewodnictwa nie jest w ogóle możliwy w tak małej skali.

Dokonano tego syntetyzując organiczną sól galu - (BETS)2-GaCl4 - i umieszczając ją na gładkiej, srebrnej powierzchni. Aby zbadać właściwości takiej struktury musiano się posłużyć mikroskopem tunelowym i ochłodzić badaną próbkę do temperatury zaledwie 10 kelvinów. Łańcuchy cząsteczek o długości krótszej niż 50 nanometrów stopniowo traciły właściwości, ale nadprzewodnictwo występowało jeszcze przy długości 3,5 nanometra.

To przełom w dziedzinie nadprzewodnictwa, ale zarazem dopiero początek drogi. Prof. Hla zapowiada dalsze badania z udziałem innych soli organicznych, które mogłyby wykazywać podobne cechy w wyższych temperaturach. Odkrycie że nadprzewodnictwo w nanoskali jest w ogóle możliwe, otwiera wg autora badań, nowe horyzonty badań i zastosowań, aż do układów elektronicznych budowanych z pojedynczych organicznych molekuł.

Profesor Saw-Wai Hla pracuje w Ohio University od 2001 roku, wraz ze swoim zespołem zajmuje się budową struktur atomowych i nanotechnologią, m.in. półprzewodnikami i manipulacją elementami organicznymi w nanoskali. 

nadprzewodnictwo najmniejszy nadprzewodnik nanoskala Saw-Wai Hla