Süperiletken malzemeler, elektriği dirençsiz iletebilir ancak genellikle çok düşük sıcaklıklarda çalışır. Oda sıcaklığında süperiletkenliğe ulaşmak, gelişmiş, enerji verimli elektronik ve diğer teknolojiler için büyük bir potansiyel taşımaktadır. Uluslararası bir araştırma ekibi, bakır ve oksijen içeren çok katmanlı bir sistemde "nodal metal" adı verilen özel bir elektronik durumu ilk kez gözlemleyerek bu hedefe bir adım daha yaklaştı. Bu keşif, farklı sıcaklıklardaki elektronik davranışlara dair daha fazla bilgi sağlıyor ve Nature Communications dergisinde yayımlandı.
Araştırmacılar, süperiletkenliğin iki boyutlu bakır oksit düzlemine delik veya elektron eklenmesiyle (doping) meydana geldiğini belirtiyor. Bakır oksit süperiletkenleri, farklı geçiş sıcaklıkları gösteren çok katmanlı sistemlere sahiptir ve katman sayısına bağlı olarak süperiletken, garip metal gibi çeşitli fiziksel geçişler yaşayabilir. Üç bakır oksit düzlemine sahip üç katmanlı sistemlerde geçiş sıcaklığının maksimuma ulaştığı ampirik olarak bilinse de, bunun nedeni ve elektronların bu sıcaklıkta nasıl davrandığı uzun süredir bir gizemdi.
Bu gizemi çözmek için ekip, yüksek çözünürlüklü açıya bağlı fotoemisyon spektroskopisi (high-resolution angle-resolved photoemission spectroscopy) yöntemini kullandı. Bu teknik, bir sinkrotron tarafından üretilen yoğun foton ışınları kullanarak örnekteki elektronları uyarır ve elektronların enerji ile momentum arasındaki ilişkisini gösteren elektronik bant yapısını ortaya çıkarır. Şaşırtıcı bir şekilde, araştırmacılar süperiletken elektronların, geçiş sıcaklığından çok daha yüksek sıcaklıklarda, iç bakır oksit düzlemlerinde var olduğunu keşfettiler. Bu bulgu, oda sıcaklığında süperiletkenliğe giden yolda önemli bir ilerleme olarak görülüyor.
Yeni keşfedilen "nodal metal" elektronik durumu, oda sıcaklığında süperiletkenlik hedefine ulaşmak için kritik bir bilgi sağlıyor.