Nieuwe supergeleiderskoorts
Er heerst een nieuwe supergeleiderskoorts in de natuurkunde. Afgelopen januari werd vanuit Japan de ontdekking gemeld van supergeleiding in magnesiumdiboride (MgB2) bij een kritische temperatuur van 39 kelvin. MgB2 is een goedkoop, gemakkelijk hanteerbaar materiaal en de supergeleiding gedraagt zich keurig volgens de (klassieke) BCS-theorie (zie Bijlage: Nieuwe supergeleiderskoorts.pdf). De kritische temperatuur is echter veel hoger dan voor vergelijkbare metallische supergeleiders en de opwinding is dus alleszins begrijpelijk.
In de groep van Horst Rogalla in Enschede is de afgelopen weken door een groep van twaalf mensen, onder wie FOM-oio's Alexander Brinkman en Victor Leca, hard gewerkt aan het maken van de eerste dunne lagen van MgB2. Een harde kern, gevormd door Dave Blank, Guus Rijnders, KNAW-onderzoeker Hans Hilgenkamp, Alexander Brinkman en UT-MESA+-aio Dragana Mijatovic, heeft in die tijd, ook in het weekeinde, nauwelijks het bed gezien. Op 12 maart presenteerde Dave Blank de eerste resultaten op de voorjaarsvergadering van de American Physical Society in Seattle.
In de Twentse groep worden de dunne lagen op een ondergrond van Si, SiC, SrTiO3 en MgO aangebracht met behulp van gepulste laserdepositie. Hierbij wordt een trefplaat van MgB2 (verrijkt met extra magnesium) bestraald met een excimeerlaser, waardoor een plasma van MgB2 ontstaat. Dit slaat vervolgens neer op het gekozen substraat. Magnesium oxideert heel gemakkelijk en is zeer vluchtig bij hoge temperaturen. Daardoor mislukten aanvankelijk alle pogingen een supergeleidende film te maken. De oplossing bleek een aanpassing van de argondruk in de depositiekamer. Bij de juiste druk werd het anders groene plasma blauw van kleur, zodat de gewenste omstandigheden ook te zien waren.
Met silicium als ondergrond is in Twente al een kritische temperatuur van 15 kelvin bereikt en op SrTiO3 is al 24 kelvin behaald. De onderzoekers verwachten dat deze temperaturen opgekrikt kunnen worden door het kiezen van een optimaal substraat en door het aanpassen van de groeiomstandigheden.