El treball acaba de publicar-se en Nature Communications. La superconductivitat és un dels fenòmens quàntics més fascinants de la física. En l'estat superconductor, els materials condueixen l'electricitat sense pèrdues d'energia, la qual cosa els fa interessants per a nombroses aplicacions que inclouen la fabricació dels imants més potents que es coneixen, detectors ultrasensibles de camps magnètics, conducció eficient de l'electricitat i transports sense fregament (trens que leviten).

Des del seu descobriment en 1911, una de les qüestions que més ha intrigat als científics és la de si és possible que l'estat superconductor es mantinga quan la dimensionalitat del material es redueix de tres a dues dimensions. Intuïtivament caldria pensar que l'estat superconductor és més difícil d'estabilitzar a mesura que disminueix la dimensionalitat. Amb l'aïllament del grafè –el primer material bidimensional format per una capa d'àtoms de carboni- aquesta qüestió ha adquirit una gran rellevància. No obstant açò i malgrat les extraordinàries propietats mecàniques, elèctriques o magnètiques del grafè, la superconductivitat segueix sent una propietat elusiva per a aquest material bidimensional.

Investigadors de l'Institut de Ciència Molecular de la Universitat de València, en el Parc Científic de la institució acadèmica, dirigits pel catedràtic de Química inorgànica Eugenio Coronado (ICMol) han demostrat que la superconductivitat pot mantenir-se en el límit bidimensional. Els investigadors han estudiat materials laminars anàlegs al grafit però que es tornen superconductors a baixes temperatures. En concret, han estudiat les propietats elèctriques d'una extensa família de materials laminars denominats dicalcogenurs metàl·lics.

Igual que el grafit, aquests materials estan formats per capes atòmiques individuals que es poden exfoliar fàcilment, la qual cosa permet obtenir làmines de grossor variable formades per un nombre concret de capes atòmiques. En un dels compostos d'aquesta família- disulfur de tàntal, TaS2 – aquests investigadors han descobert que, en contra de l'esperat, la temperatura a la qual el material laminar es fa superconductor augmenta en disminuir el nombre de capes, per la qual cosa, en el límit 2D, aquesta propietat persisteix. Aquest descobriment permet aprofundir en el coneixement de les propietats superconductores dels materials, moltes de les quals encara són esquives per a la comunitat científica. També obri una via per al desenvolupament de detectors ultrasensibles de camps magnètics més xicotets i eficients.

Aquest treball és el resultat d'una col·laboració establida entre el grup d'Eugenio Coronado, el grup experimental de Herre Van der Zant de la Universitat Tecnològica de Delft i el grup teòric de Francisco Guinea de l'institut IMDEA-Nanociencia de Madrid.

Referència de l'article:
“Enhanced superconductivity in atomically thin TaS2”
Navarro-Moratalla, J. O. Island, S. Aragoneses-Valero, I. Pinilla-Cienfuegos, A. Castellanos-Gómez, J. Quereda, G. Rubio-Bollinger, L. Chirolli, J. A. Silva-Guillén, N. Agrait, G. Steele, F. Guinea, H. S. L. Van der Zant, I. Coronado
Nature Communications, doi:10.1038/ncomms11043
http://www.nature.com/ncomms/2016/160317/ncomms11043/abs/ncomms11043.html