Открытая более века назад "низкотемператруная" сверхпроводимость и последующее открытие "высокотемпературной" сверхпроводимости будоражит умы учёных и фантастов. Действительно, поезда на магнитной подушке, летящие со скоростью 400-500 км/ч, неразрушающаяся защита от перегрузок на подстанциях (переключаемые предохранители аварийных токов), передача на большие расстояния огромных мощностей без потерь – это всё впечатляет. На сегодняшний день токопроводящие ленты ВТСП ("второго поколения") получают в виде тонких плёнок на гибких металлических подложках с подслоем. И естественно, что вопрос о том, как тонкий слой купрата сохраняет свои сверхпроводящие свойства, остро стоит перед учёными.
В работе, опубликованой недавно в журнале Science, группа учёных из США рассмотрела данную проблему более детально. С помощью молекулярно-лучевой эпитаксии на подложке была выращена гетероструктура, представленная на рисунке 1. Фактически это два бислоя (La1.55Sr0.45CuO4 - LSCO) и два бислоя изолятора (La2CuO4 - LCO), каждый из которых состоит из 3 элементарных ячеек (итого структура содержит всего 12 слоёв Cu-O). В одном из слоёв проведено изовалентное замещение Cu на Zn, который эффективно подавляет сверхпроводимость за счёт разрыва куперовских пар. Таким образом, интерфейс этих двух слоёв представляет собой очень тонкий сверхпроводник. В ходе работы были проведены исследования зависимости сопротивления от температуры (Рисунок 2) и глубины проникновения магнитного поля в СП от температуры (Рисунок 3). На основании этих данных была построена зависимости плотности носителей заряда от номера слоя и температуры (Рисунок 4).
Авторы работы полагают, что исследования в данной области крайне важны, так как варьирование и точная «подстройка» свойств тонких плёнок ВТСП может открыть новую эру в развитии всей электроники (например, создание ультратонких контактов Джозефсона за счёт введения нескольких слоёв, содержащих Zn, полевой транзистор на основе ВТСП и т.д.).
