Des chercheurs du MIT ont créé ce matériau à partir de couches d'atomes, mesurant seulement quelques milliardièmes de mètre. Grâce à leur structure ondulée, ils peuvent observer des phénomènes quantiques de manière plus accessible.
Micrographie électronique de transmission d'un matériau avec des couches ondulées d'atomes.
Crédit: Checkelsky Lab, MIT
Les matériaux dits bidimensionnels, constitués d'une ou de quelques couches d'atomes, attirent de plus en plus l'attention des physiciens. En modifiant la structure de ces couches, il devient possible de faire émerger des phénomènes comme la supraconductivité. Cependant, la petite taille de ces matériaux rend leur étude difficile.
L'équipe du MIT a trouvé une solution en créant des cristaux à l'aide de réactions chimiques simples. Ils chauffent des poudres dans un four pour obtenir des couches superposées d'atomes de tantale, de soufre et de strontium. Les ondulations qui se forment entre les couches sont dues à des différences dans la taille des atomes. Ces couches ondulées modifient les propriétés du matériau.
Ces ondulations influencent la manière dont les électrons se déplacent dans le matériau. Dans les zones creuses, les électrons circulent plus facilement, rendant la supraconductivité plus forte dans certaines parties. Les propriétés métalliques sont également modifiées: les électrons préfèrent se déplacer dans une direction plutôt qu'une autre.
Animation montrant la structure atomique d'un nouveau matériau composé de couches atomiques ondulées.
Crédit: Paul Neves, MIT
Qu'est-ce que la supraconductivité ?
La supraconductivité est un phénomène physique où certains matériaux peuvent conduire l'électricité sans aucune résistance lorsqu'ils sont refroidis en dessous d'une température critique, généralement très froides. Cela signifie que le courant électrique circule sans perte d'énergie, contrairement aux matériaux classiques comme le cuivre.
Ce phénomène a de nombreuses applications. Par exemple, les supraconducteurs sont utilisés dans les aimants puissants des scanners IRM ou dans les trains à lévitation magnétique. La recherche vise à découvrir des supraconducteurs fonctionnant à des températures moins froides pour des applications encore plus larges.
Source: Nature
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This new material reveals quantum properties on a human scale, and superconductivity emerges...
superconductivity, superconductor
Wavy atom layers open up new possibilities. A new material enables the manipulation of quantum properties on a large scale.
Researchers at MIT have created this material from layers of atoms, measuring just a few billionths of a meter. Thanks to their wavy structure, quantum phenomena can be observed in a more accessible way.
Transmission electron micrograph of a material with wavy atomic layers.
Credit: Checkelsky Lab, MIT
So-called two-dimensional materials, made up of one or a few layers of atoms, are gaining increasing attention from physicists. By modifying the structure of these layers, it becomes possible to elicit phenomena like superconductivity. However, the small size of these materials makes them difficult to study.
The MIT team found a solution by creating crystals via simple chemical reactions. They heat powders in a furnace to obtain stacked layers of tantalum, sulfur, and strontium atoms. The waves formed between the layers are due to differences in atom size. These wavy layers alter the material's properties.
These waves influence how electrons move through the material. In the hollow regions, electrons flow more easily, making superconductivity stronger in certain parts. The material's metallic properties are also modified: electrons prefer to move in one direction rather than another.
Animation showing the atomic structure of a new material composed of wavy atomic layers.
Credit: Paul Neves, MIT
What is superconductivity?
Superconductivity is a physical phenomenon where certain materials can conduct electricity with no resistance when cooled below a critical temperature, usually very cold. This means that electric current flows with no energy loss, unlike in conventional materials such as copper.
This phenomenon has numerous applications. For example, superconductors are used in the powerful magnets of MRI scanners or in magnetic levitation trains. The goal of research is to discover superconductors that work at less cold temperatures, enabling even broader applications.
Source: Nature
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Dieses neue Material enthüllt Quanten-Eigenschaften in unserem Maßstab, und Supraleitfähigkeit tritt auf...
Supraleitfähigkeit, Supraleiter
Gewellte Atomlagen eröffnen neue Möglichkeiten. Ein neues Material ermöglicht es, Quanteneigenschaften im großen Maßstab zu manipulieren.
Forscher des MIT haben dieses Material aus Atomlagen entwickelt, die nur wenige Milliardstel Meter messen. Dank ihrer gewellten Struktur können sie Quantenphänomene auf zugänglichere Weise beobachten.
Transmissionselektronenmikroskopie eines Materials mit gewellten Atomlagen.
Bildnachweis: Checkelsky Lab, MIT
Die sogenannten zweidimensionalen Materialien, die aus nur einer oder wenigen Atomlagen bestehen, ziehen immer mehr Physiker an. Durch die Veränderung der Struktur dieser Lagen wird es möglich, Phänomene wie die Supraleitfähigkeit hervorzurufen. Die geringe Größe dieser Materialien macht es jedoch schwierig, sie zu untersuchen.
Das MIT-Team hat eine Lösung gefunden, indem es Kristalle mit einfachen chemischen Reaktionen herstellt. Sie erhitzen Pulver in einem Ofen, um geschichtete Lagen aus Tantal-, Schwefel- und Strontiumatomen zu erzeugen. Die zwischen den Lagen entstehenden Wellen sind auf Größenunterschiede zwischen den Atomen zurückzuführen. Diese gewellten Lagen verändern die Eigenschaften des Materials.
Diese Wellen beeinflussen, wie sich Elektronen im Material bewegen. In den Vertiefungen können sich die Elektronen leichter bewegen, was die Supraleitfähigkeit in bestimmten Bereichen verstärkt. Auch die metallischen Eigenschaften verändern sich: Elektronen bewegen sich lieber in eine Richtung als in eine andere.
Animation, die die atomare Struktur eines neuen Materials aus gewellten Atomlagen zeigt.
Bildnachweis: Paul Neves, MIT
Was ist Supraleitfähigkeit?
Die Supraleitfähigkeit ist ein physikalisches Phänomen, bei dem bestimmte Materialien Strom ohne jeglichen Widerstand leiten können, wenn sie unter eine kritische, meist sehr niedrige, Temperatur abgekühlt werden. Das bedeutet, dass elektrischer Strom ohne Energieverluste fließt, im Gegensatz zu herkömmlichen Materialien wie Kupfer.
Dieses Phänomen hat viele Anwendungen. Zum Beispiel werden Supraleiter in den starken Magneten von MRT-Scannern oder in Magnetschwebebahnen verwendet. Die Forschung zielt darauf ab, Supraleiter zu entdecken, die bei weniger kalten Temperaturen funktionieren, um noch breitere Anwendungen zu ermöglichen.
Quelle: Nature
### TRADUCTION ES ##########################################################################################
Este nuevo material revela propiedades cuánticas a nuestra escala, y surge la superconductividad...
superconductividad, superconductor
Capas de átomos onduladas abren nuevas posibilidades. Un nuevo material permite manipular propiedades cuánticas a gran escala.
Investigadores del MIT han creado este material a partir de capas de átomos, que miden solo unos pocos milmillonésimos de metro. Gracias a su estructura ondulada, pueden observar fenómenos cuánticos de una manera más accesible.
Micrografía electrónica de transmisión de un material con capas onduladas de átomos.
Crédito: Checkelsky Lab, MIT
Los materiales denominados bidimensionales, constituidos por una o pocas capas de átomos, atraen cada vez más la atención de los físicos. Al modificar la estructura de estas capas, es posible hacer emerger fenómenos como la superconductividad. Sin embargo, el pequeño tamaño de estos materiales dificulta su estudio.
El equipo del MIT encontró una solución creando cristales mediante reacciones químicas simples. Calientan polvos en un horno para obtener capas superpuestas de átomos de tántalo, azufre y estroncio. Las ondulaciones que se forman entre las capas se deben a diferencias en el tamaño de los átomos. Estas capas onduladas modifican las propiedades del material.
Estas ondulaciones influyen en cómo se desplazan los electrones en el material. En las zonas huecas, los electrones circulan más fácilmente, lo que hace que la superconductividad sea más fuerte en ciertas partes. Las propiedades metálicas también se modifican: los electrones prefieren moverse en una dirección en lugar de otra.
Animación que muestra la estructura atómica de un nuevo material compuesto por capas atómicas onduladas.
Crédito: Paul Neves, MIT
¿Qué es la superconductividad?
La superconductividad es un fenómeno físico en el que ciertos materiales pueden conducir electricidad sin ninguna resistencia cuando se enfrían por debajo de una temperatura crítica, generalmente muy fría. Esto significa que la corriente eléctrica fluye sin pérdida de energía, a diferencia de los materiales convencionales como el cobre.
Este fenómeno tiene muchas aplicaciones. Por ejemplo, los superconductores se utilizan en los imanes potentes de los escáneres de resonancia magnética (IRM) o en los trenes de levitación magnética. La investigación está orientada a descubrir superconductores que funcionen a temperaturas menos frías para aplicaciones aún más amplias.
Fuente: Nature
### TRADUCTION PT ##########################################################################################
Este novo material revela propriedades quânticas à nossa escala, e a supercondutividade emerge...
supercondutividade, supercondutor
Camadas onduladas de átomos abrem novas possibilidades. Um novo material permite manipular propriedades quânticas em grande escala.
Pesquisadores do MIT criaram este material a partir de camadas de átomos, medindo apenas alguns bilionésimos de metro. Graças à sua estrutura ondulada, eles conseguem observar fenômenos quânticos de maneira mais acessível.
Micrografia eletrônica de transmissão de um material com camadas onduladas de átomos.
Crédito: Checkelsky Lab, MIT
Os materiais chamados bidimensionais, constituídos por uma ou algumas camadas de átomos, têm atraído cada vez mais a atenção dos físicos. Ao modificar a estrutura dessas camadas, torna-se possível fazer emergir fenômenos como a supercondutividade. No entanto, o pequeno tamanho desses materiais dificulta o seu estudo.
A equipe do MIT encontrou uma solução ao criar cristais usando reações químicas simples. Eles aquecem pós em um forno para obter camadas sobrepostas de átomos de tântalo, enxofre e estrôncio. As ondulações que se formam entre as camadas são devidas a diferenças no tamanho dos átomos. Essas camadas onduladas alteram as propriedades do material.
Essas ondulações influenciam a maneira como os elétrons se movem no material. Nas regiões mais profundas, os elétrons circulam mais facilmente, tornando a supercondutividade mais forte em algumas partes. As propriedades metálicas também são alteradas: os elétrons preferem se mover em uma direção ao invés de outra.
Animação mostrando a estrutura atômica de um novo material composto por camadas atômicas onduladas.
Crédito: Paul Neves, MIT
O que é supercondutividade?
A supercondutividade é um fenômeno físico em que certos materiais podem conduzir eletricidade sem nenhuma resistência quando são resfriados abaixo de uma temperatura crítica, geralmente muito baixas. Isso significa que a corrente elétrica circula sem perda de energia, ao contrário de materiais clássicos como o cobre.
Este fenômeno tem diversas aplicações. Por exemplo, os supercondutores são usados nos ímãs potentes dos scanners de ressonância magnética (RM) ou nos trens de levitação magnética. A pesquisa visa descobrir supercondutores que funcionem em temperaturas menos frias para aplicações ainda mais amplas.
Fonte: Nature