Süperiletkenler — elektriği sıfır dirençle ileten malzemeler — genellikle ya aşırı soğuk ya da aşırı basınç gerektirir. Şimdi Physical Review Letters'ta yayımlanan hesaplamalı bir çalışma, sadece iki üst üste boron katmanından oluşan bir malzemenin, normal atmosfer basıncında 68 kelvin (-205 °C) sıcaklıkta süperiletken olabileceğini öngörüyor: tek elementli süperiletkenler için yeni bir üst sınır.

Boron, zengin bir kimyaya sahip hafif bir elementtir ve son yıllarda teorisyenler 'borofen'e — atomik incelikteki boron tabakalarına — odaklandı. Çin'deki araştırmacıların yeni çalışması, iki tabakanın grafit katmanları gibi üst üste istiflendiği çift katmanlı borofeni inceledi. Birinci ilkeler hesaplamalarını kullanan ekip, istiflenmiş yapının, geçiş sıcaklığı 68 K olan fonon aracılı süperiletkenliğe — klasik BCS mekanizmasına — ev sahipliği yapması gerektiğini buldu.

Bu rakam, tek elementli bir süperiletken için önceki rekoru neredeyse ikiye katlardı. Daha da önemlisi, milyonlarca atmosferlik ezici basınçlar gerektiren hidrojen açısından zengin 'süperhidrit' süperiletkenlerin aksine, bu başarı normal basınçta elde edilirdi.

Mekanizma sıra dışı: elektronlar ile kafes titreşimleri arasındaki etkileşim, iki boyutlu çift katmanda güçlenerek kritik sıcaklığı tek katmanların ulaşabileceğinin ötesine taşıyor. Çalışma, çift katmanlı borofenleri elementel süperiletken geçiş sıcaklıkları için yeni üst sınır olarak belirliyor.

Deneyler öngörüyü doğrulayabilirse, malzeme pratik süperiletkenlik için bir dönüm noktası olur — nispeten basit soğutmayla ulaşılabilen sıcaklıklarda kayıpsız güç hatları, güçlü mıknatıslar ve daha verimli kuantum bilgisayarlar mümkün olabilir. Şimdilik, 68 K süperiletken yalnızca bilgisayar simülasyonlarında var — ama deneycilere nişan alacakları kesin bir hedef veriyor.

Kaynaklar