Superconductividad no convencional en un sistema bidimensional

La superconductividad es uno de los fenómenos mas interesantes que ocurren en la física de los metales y su comprensión ha sido uno de la éxitos más importantes en la física del último siglo. En materiales tridimensionales el mecanismo que subyace a la superconductividad ha sido explicado en términos de una atracción entre electrones mediada por las vibraciones del cristal que constituye el metal. Sin embargo, la superconductividad en metales bidimensionales se escapa de este esquema, y es todavía un asunto bajo discusión.

Los cristales bidimensionales están recibiendo una fuerte atención científica, gracias a los avances tecnológicos y experimentales en aislar estructuras de mono capas atómicas, que hacen que esta nueva familia de materiales surja como la vanguardia de los nuevos dispositivos electrónicos, a disposición de nuevas aplicaciones. Recientemente, se ha anunciado un tipo de superconductividad con nuevas características en monocapas de dicalcogenuros y metales de transición y en monocapas de plomo, que presentan una estructura cristalina casi bidimensional.

Una de las maneras de ver si un metal se transforma en un superconductor a baja temperatura es medir la corriente, que llamamos conductancia túnel, entre el metal y una punta metalica nanométrica que se pone muy cerca de la superficie de la muestra. Si a alta temperatura hay corriente pero a baja no, sabemos que el metal se ha transformado en superconductor. En este trabajo se ha medido una conductancia túnel superconductora anómala en una mono capa de un cristal denominado 2H-TaS2. Para explicar este fenómeno hemos construido un modelo mínimo que describe el metal bidimensional y un modelo de superconductividad no convencional, es decir, un poco mas exótica de la que se usa normalmente y hemos explicado el fenómeno como si fuera debido a una punta muy cercana a la superficie.

Modelo de un metal bidimensional con superconductividad no convencional (izquierda) y resultado de una medida no-perturbativa hecha por una punta. Luca Chirolli. ICMM-CSIC

Modelo de un metal bidimensional con superconductividad no convencional (izquierda) y resultado de una medida no-perturbativa hecha por una punta. Luca Chirolli. ICMM-CSIC

Zero-bias conductance peak in detached flakes of superconducting 2H-TaS2 probed by scanning tunneling spectroscopy

Luca Chirolli