Израильские физики выяснили, что диселенид ниобия (NbSe₂), один из наиболее изученных сверхпроводников, обладает более сложной структурой, чем считалось ранее. Оказалось, что в материале действуют не одно, а два тесно связанных сверхпроводящих состояния, которые маскируются под единое целое. Открытие объясняет давние расхождения между теорией и экспериментальными данными и может помочь в создании новых материалов для квантовых компьютеров и сверхэффективной электроники.
Долгое время диселенид ниобия, особенно в виде плёнок толщиной в несколько атомов, считался образцовым сверхпроводником с относительно простым поведением. Ключевой его характеристикой полагали единую энергетическую щель – параметр, который описывает, как электроны объединяются в пары для движения без сопротивления. Однако существующие теории не могли до конца объяснить форму энергетического спектра, которую показывали приборы.
Группа учёных из Еврейского университета в Иерусалиме под руководством профессоров Одеда Милло и Хадара Штейнберга применила высокочувствительную туннельную спектроскопию для более детального анализа. Измерения показали, что в NbSe₂ одновременно существуют два разных сверхпроводящих порядка. Они настолько сильно взаимодействуют друг с другом, что в большинстве экспериментов их невозможно было различить.
Новая модель, учитывающая двойственную природу сверхпроводимости, позволила точно описать не только данные спектроскопии, но и поведение материала в магнитном поле. Аналогичные скрытые свойства исследователи обнаружили и в родственном материале – дисульфиде тантала (TaS₂). Работа, опубликованная в журнале Physical Review Letters, также предполагает, что в более массивных образцах диселенида ниобия может скрываться и третье сверхпроводящее состояние. Понимание этой многокомпонентной структуры позволит точнее управлять свойствами сверхпроводников при разработке новых устройств.
