با اعمال میدان بر دو سمت یک نیمه‌رسانا (دیکالکوژنید فلزهای واسطه) می‌توان یک لایه‌ی ابررسانا و یک لایه‌ی فلزی را هم‌زمان مشاهده نمود.

ل. لیانگ (L. Liang) و ک. چن (Q. Chen)/ دانشگاه گرونینگن

همانند گرافین، کالکوژنیدهای فلزهای واسطه (TMDCها) را نیز می‌توان در حد لایه‌ای چنداتمی نازک کرد. به سبب این شاخصه، و ویژگی‌های دیگر الکتریکی و نوری TMDCها، این مواد در وسایل بسیار فشرده به کار بسته می‌شوند. ژیانتیگ یه (Jianting Ye) از دانشگاه گرونینگن، هلند، و همکاران‌ش به تازگی توانسته‌اند رفتار متفاوت ابررسانش و رسانش فلزی را در لایه‌های متفاوت تراشه‌ی نیمه‌رسانای TMDC ایجاد کنند.

پژوهش‌گران برای درک این رفتار پیچیده، میدان‌های قوی ایستای الکتریکی را به کار بستند. این میدان‌ها، به کمک یک لایه‌ی دی‌الکتریک، یا «درگاه»، بر سطح ماده اعمال شدند. بسته به قطبش درگاه، میدان می‌تواند در سطح، حاملان بار را به درون کشیده یا براند. در ۲۰۱۲، یه و همکاران‌ش این رهیافت را برای ایجاد ابررسانش در تراشه‌های نازک نیمه‌رسانای  MoS2، شناخته‌شده‌ترین TMDC ، به کار بستند. نکته‌ی کلیدی در کار آن‌ها استفاده از دی‌الکتریک مایع‌ـ‌یونی بود؛ این گونه، میدان‌ها به اندازه‌ی کافی بزرگ شده و چگالی بار لازم جهت ابررسانش به دست می‌آید.

یه و همکاران‌ش در کار تازه‌ی خود، تراشه‌های MoS2 را میان یک درگاه مایع‌ـ‌یونی (در بالا) و یک درگاه معمولی (پایین) قرار دادند. این گروه با اندازه‌گیری میزان انتقال بار، بالاترین تراشه را ابررسانا، و تحرک‌پذیری در لایه‌های پایینی را فلزی یافتند. همچنین بنا بر مشاهدات، می‌توان درگاه پایینی را برای کنترل برهم‌کنش الکترونیکی میان لایه‌های ابررسانا و فلزی و حتی حذف ابررسانایی استفاده نمود. این مقاله می‌تواند نقطه‌ی شروعی برای تولد ترانزیستورهای ابررسانای نوین باشد.

منبع:

TheDichalcogenideGetsTwoFaces

مرجع:

Physical Review Letters.