دانشمندانی از مؤسسه فناوری کالیفرنیا توانسته‌اند برای اولین بار آرایه‌ای از نانوسیم‌ها را بسازند که در دماهای نسبتاً بالا به صورت ابررسانا هستند،این کار منجر به استفاده از نانوسیم‌های ابررسانا در فناوری های نوظهور خواهد شد.
اولین نوع سیستم نانوسیمی ابررسانای دمابالا
دانشمندانی از مؤسسه فناوری کالیفرنیا توانسته‌اند برای اولین بار آرایه‌ای از
نانوسیم‌ها را بسازند که در دماهای نسبتاً بالا به صورت ابررسانا هستند،این کار
منجر به استفاده از نانوسیم‌های ابررسانا در فناوری های نوظهور خواهد شد.
محققانی از سرتاسر دنیا تلاش زیادی برای خلق نانوسیم‌های ابررسانا داشته‌اند؛
اما تعداد کمی از آنها درباره امکان‌پذیر بودن ساخت نانوسیم‌ها از مواد
ابررسانای دمای- بحرانی- بالا بوده‌است و قبل از این چنین نانوسیم ابررسانایی
تولید نشده‌است. جیمز هلث، شیمی دان مؤسسه فناوری کالیفرنیا، گفت: “ما نمی‌دانستیم
که خاصیت ابررسانایی دما بالا در نانوسیم‌های بسیار طویل و نازک پایدار می‌ماند
و اینکه ماند و یا آیا رفتار آنها از مدل‌های ابررسانای مرسوم پیروی خواهد کرد”.
او افزود: “ساخت مواد دمابالا به شکل نانوساختارها به‌سختی امکان‌پذیر است؛
زیرا ساختار بلوری و سایر خواص آنها باید حفظ شود و این کار ساده‌ای نیست.”
مواد دما بالا در مقایسه با ابررساناهای مرسوم خواهان بیشتری دارند؛ زیرا آنها
در دمای گرم‌تر از نقطه جوش نیتروژن مایع، ۷۷ درجه کلوین، ابررسانا می‌شوند.
اگر چه این دما نسبت به استانداردهای روزمره بسیار سرد است؛ از نیتروژنمایع که
از نظر تجاری قابل دسترسی بوده و آسان مورد استفاده قرار می گیرد، می توان در
سردسازی آنها استفاده کرد؛ لذا در آزمایشگاه به‌سادگی قابل دستیابی است. همین
امر باعث می‌شود که این مواد دما بالا در بسیاری از کاربردها مناسب باشند.
هلث و همکارش کی‌زو، به رغم مشکلات فراوان توانستند با استفاده از ترکیب اکسید
مس به نام YBCO (که یک ماده دمابالای شناخته‌شده است)نانوسیم‌های دمابالا درست
کنند. این نانوسیم‌ها از باریکه‌های YBCO به شکل آرایه‌هایی ساخته شدند که هر
کدام ۴۰۰ نانوسیم موازی در خود جای می‌دهند. اتصالات فلزی به‌طور عمودی در بین
سیم‌ها ایجاد می‌شود تا اندازه‌گیری خواص الکتریکی آنها میسر باشد. این سیم‌ها
دارای ضخامت ۱۰ نانومتری و طول ۲۰۰ میکرومتری هستند و دمای بحرانی آنها (دمایی
که زیر آن ماده به ابر رسانا تبدیل می‌شود) به ابعاد سیم‌ها بستگی دارد، برای
مثال در حالی که همه نانوسیم‌ها در بالاتر از دمای نیتروژن مایع دارای گذر
ابررسانایی هستند، با کاهش ضخامت، پهنای دمای گذار بیشتر می‌شود و به این ترتیب
مثلاً سیم‌هایی با ضخامت ۱۰ و ۱۵ نانومتر، در دمای ۲۰ و ۱۰ درجه کلوین کاملاً
ابر رسانا می‌شوند همین دلیل پهنای گذار افزایش یافته، این نانوسیم‌های دما
بالا هر دو رفتار ابررسانایی و مقاومت معمولی را در بازه وسیعی از دماها، که
بیش از ۵۰ درجه کلوین است، از خود نشان می‌دهند. این خاصیت می‌تواند در افزاره‌های
تداخل- کوانتومی ابررسانای مبتنی بر نانوسیم‌ها(SQUID) که در آنها نوسان‌های
مقاومتی ایجادشده به‌وسیله تداخل کوانتومی بین دو سیم برای اندازه‌گیری میدان‌های
مغناطیسی بسیار کوچک استفاده می‌شود، مفید باشد.
این محققان نتایج خود را در مجله Nano Letters منتشر کرده‌اند.
