De mogelijkheid om supergeleiding bij kamertemperatuur te bereiken nam een ​​kleine stap voorwaarts met een recente ontdekking door een team van natuurkundigen en materiaalwetenschappers uit Penn State.

De verrassende ontdekking omvatte het aanbrengen van een tweedimensionaal materiaal genaamd molybdeensulfide met een ander materiaal genaamd molybdeencarbide. Molybdeencarbide is een bekende supergeleider:elektronen kunnen zonder weerstand door het materiaal stromen. Zelfs de beste metalen, zoals zilver of koper, energie verliezen door warmte. Dit verlies maakt het transport over lange afstand van elektriciteit duurder.

"Supergeleiding treedt op bij zeer lage temperaturen, dicht bij het absolute nulpunt of 0 Kelvin, " zei Mauricio Terrones, corresponderende auteur op een paper in Proceedings van de National Academy of Sciences deze week gepubliceerd. "De alfafase van Molycarbide is supergeleidend bij 4 Kelvin."

Bij het in lagen aanbrengen van metastabiele fasen van molybdeencarbide met molybdeensulfide, supergeleiding vindt plaats bij 6 Kelvin, een stijging van 50%. Hoewel dit op zich niet opmerkelijk is - er is aangetoond dat andere materialen supergeleidend zijn bij temperaturen tot 150 Kelvin - was het toch een onverwacht fenomeen dat een nieuwe methode voorspelt om de supergeleiding bij hogere temperaturen in andere supergeleidende materialen te verhogen.

Het team gebruikte modelleringstechnieken om te begrijpen hoe het effect experimenteel optrad.

"Berekeningen met behulp van kwantummechanica zoals geïmplementeerd in de dichtheidsfunctionaaltheorie hielpen bij de interpretatie van experimentele metingen om de structuur van de begraven molybdeencarbide / molybdeensulfide-interfaces te bepalen, " zei Susan Sinnott, hoogleraar materiaalkunde en techniek en hoofd van de afdeling. "Dit werk is een mooi voorbeeld van de manier waarop materiaalsynthese, karakterisering en modellering kunnen samenkomen om de ontdekking van nieuwe materiaalsystemen met unieke eigenschappen te bevorderen."

Volgens Terrones, "Het is een fundamentele ontdekking, maar niemand geloofde dat het zou werken. We observeren een fenomeen dat voor zover wij weten nog nooit eerder is waargenomen."

Het team zal blijven experimenteren met supergeleidende materialen met als doel ooit materiaalcombinaties te vinden die energie zonder weerstand door het net kunnen transporteren.