При каких размерах вещество сохраняет сверхпроводимость? Внести дополнительную ясность в проблему удалось американским физикам. Недавно опубликованная статье в Nature Nanotechnology содержит любопытные результаты исследования сверхпроводимости в молекулах лямбда-фазы (BETS)2GaCl4, где BETS= бис-этилендитио-тетраселенафульвален (см. рис. 1). Известно, что для GaCl4 в таких молекулах свойственен процесс принятия электронов, что в приводит к требуемым условиям для наблюдения сверхпроводимости.
Монослой молекул приведенного соединения был осажден на подложку (111) Ag в сверхвысоком вакууме при 160оС.
Исследования образования энергетической щели в спектре, проведенные сканирующей тунельной спектроскопией для относительно больших островов размерами больше 100 нм(молекулы, образующие монослои, имели тенденцию собираться в одномерные острова), показали появление сверхпроводимости уже ниже 10 К (рис. 2). Однако с уменьшением размеров островков (и, соотвественно, количества молекул, входящих в измеряемую систему) наблюдалось и уменьшение размера щели в электронном спектре. В частности, для измеряемых островков монослоев размером 50 нм и меньше на рис. 3 приведена зависимость размера щели на уровне Ферми. При этом авторы статьи обращают внимание на минимальный размер молекулярного объекта, в котором им еще удалось обнаружить сверхпроводящее состояние - четыре молекулы (BETS)2GaCl4. Линейный размер такого четырехмолекулярного "островка" - 3.5 нм вдоль молекулярной цепи (вдоль кристаллографического направления а).
Для (BETS)2GaCl4 длина когерентности куперовской пары является анизотропной и составляет 1.6 нм вдоль b-направления и 12.5 нм вдоль а и с направлений. Эти значения совпадают по порядку величины с размерами островка из четырех молекул (BETS)2GaCl4.
Очевидно, что такое открытие нельзя обойти стороной. Статья в который раз доказывает реальности локального изучения сверхпроводимости на наномасштабах. Подобные исследования могут способствовать изготовлению наноразмерных сверхпроводящих устройств и электронных наносхем, основанных на молекулярных материалах.
