L'Université Fudan crée un supraconducteur à haute température à couche unique de CuO₂
Des chercheurs de l'Université Fudan ont réussi à fabriquer un supraconducteur à haute température à base de cuivre ne contenant qu'une seule couche de CuO₂. Cette réalisation confirme la nature bidimensionnelle de la supraconductivité à haute température.
Des scientifiques de l'École de Physique de l'Université Fudan ont réussi à créer un supraconducteur à haute température à base de cuivre, composé d'une seule couche d'oxyde de cuivre (CuO₂). Annoncée dans la revue Nature, il s'agit de la première fabrication d'un tel matériau supraconducteur monocouche. La recherche valide la théorie selon laquelle la supraconductivité à haute température est fondamentalement un phénomène bidimensionnel.
L'équipe de recherche, dirigée par le professeur Zhang Yuanbo, est parvenue à réduire le supraconducteur à haute température à base de cuivre à un unique plan supraconducteur. Cette étape significative confirme non seulement la nature bidimensionnelle de la supraconductivité à haute température, mais révèle également des "états métalliques étranges" et des phénomènes quantiques critiques à la limite de la transition supraconducteur-isolant. Ceci offre une plateforme expérimentale quantique novatrice pour l'étude des mécanismes sous-jacents à la supraconductivité à haute température.
Les supraconducteurs, matériaux présentant une résistance électrique nulle en dessous d'une température critique, ont un potentiel d'application dans la transmission d'énergie, le stockage d'énergie, l'imagerie médicale, les trains à sustentation magnétique et l'informatique quantique. La compréhension de leurs mécanismes fondamentaux représente un défi scientifique de longue date, depuis près de quarante ans.
La fabrication et la mesure de telles couches bidimensionnelles atomiquement minces ont présenté des obstacles expérimentaux considérables, notamment la fragilité du matériau, sa sensibilité aux conditions atmosphériques et au traitement, ainsi que la nécessité d'un contrôle précis de la teneur en oxygène. Face au manque d'équipement spécialisé, l'équipe de Fudan a développé ses propres instruments et une technique de contrôle "in situ". Cela a permis un réglage précis du dopage en oxygène du matériau et a atteint une résolution de dopage élevée, rendant possible l'observation du diagramme de phase physique complet, de la phase isolante de Mott à l'ensemble du dôme supraconducteur.
L'équipe décrit cette avancée comme la fourniture d'une "variable contrôlable" qui permet aux chercheurs de suivre systématiquement le chemin de transformation complet de la supraconductivité. Les recherches futures se concentreront sur l'exploration de nouveaux supraconducteurs hautes performances et sur le développement de techniques de fabrication et de mesure de matériaux dans le domaine des nouveaux matériaux quantiques bidimensionnels.