Físicos de Rusia descubrieron que los materiales ferromagnéticos bidimensionales se pueden utilizar para controlar la superconductividad en una capa adyacente de un superconductor, así como para manipular las características de espín de tales estructuras multicapa. Así lo informó el Centro de Comunicación Científica del MIPT.
Grigory Bobkov, investigador del MIPT (Dolgoprudny), explicó que los resultados del estudio muestran la posibilidad no solo de activar y desactivar la superconductividad, sino también de controlar la división de espín. Añadió que la presencia simultánea de la división de espín y un fuerte acoplamiento espín-órbita abre perspectivas para la creación de superconductores de espín bidimensionales controlados eléctricamente.
El descubrimiento se realizó durante un estudio teórico de la interacción de capas ultrafinas de un superconductor y un ferromagnético, que están conectadas en la llamada heteroestructura. Se trata de construcciones multicapa de materiales bidimensionales que pueden poseer propiedades inusuales gracias a la interacción de partículas en capas adyacentes.
Los físicos rusos sugirieron que tales interacciones podrían utilizarse para controlar el comportamiento de los superconductores y otros materiales que podrían utilizarse en dispositivos y sensores espintrónicos. Para ello, Bobkov y sus colegas investigaron las interacciones entre capas ultrafinas de diseleniuro de niobio y diseleniuro de vanadio.
Los investigadores señalaron que el diseleniuro de niobio es un superconductor, mientras que el diseleniuro de vanadio posee propiedades ferromagnéticas. En ausencia de influencias externas, la interacción entre los portadores de carga en estas capas conduce a la pérdida de las propiedades superconductoras de la primera capa. Sin embargo, este efecto puede suprimirse aplicando tensión a la capa de diseleniuro de vanadio.
Además, los investigadores descubrieron que tales manipulaciones permiten controlar las características de espín del superconductor. Esto abre nuevas posibilidades para la creación de dispositivos electrónicos de espín y caloritrónica de espín: dispositivos electrónicos cuánticos en los que la dirección de los espines se controla mediante flujos de calor. Tales descubrimientos amplían significativamente las posibilidades de aplicación de las heteroestructuras superconductoras, concluyeron los científicos.
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