Het is fysici van het Zentrums für elektronische Korrelationen und Magnetismus (EKM) en de Bijzondere Onderzoeksgroep 484 van de Universität Augsburg gelukt om een supergeleider met eigenschappen naar keuze te produceren. In samenwerking met de universiteit van Gent, Zürich, Parijs en Rome hebben onderzoekers van de Lehrstuhl für Experimentalphysik VI/EMK een 70 jaar oude droom verwezenlijkt om met een kleine variabele elektrische spanning de eigenschappen van een supergeleider te bepalen.
Supergeleiders zijn materialen, die zonder verlies elektrische stroom kunnen transporteren. De hier gebruikte supergeleider bestaat uit een geïsoleerd kristal (strontiumtitanaat) op een isolerende laag van een tweede materiaal (lanthaanaluminaat), verkregen met een groeiproces door een laserepitaxieproces. Aan het grensvlak tussen beide perfect geïsoleerde materialen ontstaat een nieuwe elektronische toestand in een flinterdunne laag, die stroom zonder elektrische weerstand kan transporteren. Deze supergeleidende laag is slechts een miljoenste millimeter dik. Komt men de beide kristallen af tot ongeveer – 273°C, dan vormt deze laag een exact tweedimensionaal supergeleidend systeem.
De eigenschappen van deze supergeleider worden bepaald door het aantal elektronen dat zich in de grenslagen bevindt. Deze dichtheid is te variëren door een kleine aangelegde elektrische spanning. Met zulke spanningen lukte het de fysici om de eigenschappen van de supergeleiding continu te veranderen en de afhankelijkheid van deze supergeleiding van de elektronendichtheid tot in detail te analyseren.
Zulke metingen leveren opmerkelijke nieuwe informatie over de eigenschappen van supergeleiders en waren al ongeveer zeventig jaar het doel van experimenten. In ‘Nature’ staat een uitvoerig bericht van de internationale werkgroep wordt hen was gelukt dit probleem op te lossen en daarmee de poorten openen voor verdere experimenten.
