الانضغاط بدلًا من الضغط: الموصلية الفائقة في النيكيلات على رقاقة سريع

الأصل: "Electron-like high-temperature superconductivity induced by compressive strain in La2PrNi2O7 thin films"
arXiv:2608.01295v1 · 2026-08-02 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
تحقيق الموصلية الفائقة عند 60 كلفن في رقاقة نيكيلات فائقة الرقة، مضغوطة بواسطة الركيزة وليس بالضغط.

صفيحة رقيقة كغشاء الصابون من السيراميك، يتدفق فيها تيار كهربائي دون أدنى مقاومة. هكذا تبدو الموصلية الفائقة التي تم تحقيقها في النيكيلات، وهي أقرباء الموصلات الفائقة الكوبراتية الشهيرة. عادةً، يتطلب ذلك ضغطًا هائلًا يعادل الضغط في قاع المحيط. الآن، وجد العلماء طريقًا بديلًا: لقد زرعوا الرقاقة على ركيزة بلورية تضغطها بقوة تبلغ 2.14%. يعمل الانضغاط مثل الملزمة، مما يجبر الذرات على الترتيب بالشكل المطلوب.

الانضغاط بنسبة 2.14% يشبه جعل ورقة بحجم A4 أقصر بمقدار 6 ملليمترات. قد يبدو الأمر بسيطًا، لكنه تشوه هائل للشبكة الذرية.

تحت هذا الانضغاط، تظهر الرقاقة موصلية فائقة بالفعل عند 60 كلفن (أي ما يعادل -213 درجة مئوية)، وتفقد مقاومتها تمامًا عند 33 كلفن. أكدت القياسات المغناطيسية أن الطبقة فائقة التوصيل ثنائية الأبعاد، إذ يتدفق التيار فقط في مستوى الرقاقة، كما لو كان على جليد أملس بلا حدود. لكن المفاجأة الكبرى كانت في كيفية تحرك الشحنات. في البلورات تحت الضغط، تحمل التيار "ثقوب"، وهي فراغات موجبة الشحنة ناتجة عن الإلكترونات. هنا، العكس تمامًا: الحاملات هي الإلكترونات نفسها. هذا الاختلاف الجوهري يشير إلى أن الانضغاط والضغط، رغم أنهما يؤديان إلى نفس الهدف، يؤثران على المادة بطرق مختلفة.

الرقاقة فائقة التوصيل ليست مجرد فضول معملي. يمكن دمج هذه الطبقات الرقيقة في الرقاقات الإلكترونية، مما يتيح إلكترونيات فائقة التوصيل دون الحاجة إلى مكابس ضخمة أو تبريد لدرجات حرارة منخفضة للغاية.

هكذا، يفتح الانضغاط بنسبة 2.14% بُعدًا جديدًا للتحكم في الموصلية الفائقة. بدلًا من الضغط على البلورة من جميع الجهات، يمكن ببساطة اختيار "الأساس" المناسب لزراعة الرقاقة. وعندها، تصبح الصفيحة السيراميكية، التي تشبه قطعة زجاج ملون، موصلًا بدون فقدان للطاقة، جسرًا نحو تقنيات موفرة للطاقة.

درجة حرارة 60 كلفن أبرد من سطح بلوتو (حوالي 44 كلفن)، لكن هذه الموصلية الفائقة لا تزال تُعتبر "عالية الحرارة"، لأن الموصلات الفائقة التقليدية تعمل فقط بالقرب من الصفر المطلق (أقل من 30 كلفن).

العلماء
Wolfgang PauliPaul DiracLeo EsakiFelix BlochSatyendra Nath BoseAlbert Einstein
المفاهيم
موصلية فائقة في النيكلات موصلية فائقة في الأغشية الرقيقة نيكيلات نيتريد الألومنيوم نتريد النيوبيوم موصل فائق عالي الحرارة نيكل موصلية حرارية شاذة في البنى النانوية سلك فائق التوصيل الموصلية الحرارية الأغشية المغناطيسية غشاء رقيق درجة حرارة الهيليوم السائل كربيد السيليكون إلكترونيات فائقة التوصيل إلكترون توصيل تأثير المجاورة