Un equipo de investigación, dirigido por el profesor Liu Xiaodi del Instituto de Ciencias Físicas de Hefei dentro de la Academia de Ciencias de China y con colaboradores de la Universidad de Jilin y la Universidad Sun Yat-sen, ha logrado avances significativos en el estudio de la superconductividad. Su trabajo, publicado recientemente en Cartas de evaluación físicademuestra la detección simultánea de resistencia eléctrica cero y el efecto Meissner en monocristales de niquelato de lantano (La3Ni2O7−δ) en condiciones de alta presión.
El fenómeno de la superconductividad en La3Ni2O7−δ se informó por primera vez a principios de 2023, y las mediciones de transporte iniciales indicaron una resistencia cero en alrededor de 80 Kelvin. Sin embargo, un aspecto crucial para confirmar la superconductividad reside en la observación del diamagnetismo, caracterizado por la expulsión de campos magnéticos, conocido como efecto Meissner. Esta verificación resultó desafiante debido a la complejidad asociada con los entornos de alta presión, combinada con las fracciones de volumen limitadas del material superconductor.
Para superar estos obstáculos, el equipo de investigación integró la tecnología de sensores cuánticos del centro de vacantes de nitrógeno (NV) de diamante con mediciones de transporte electrónico. Este enfoque innovador proporcionó pruebas claras de la superconductividad a alta temperatura en el sistema de níquel. Utilizando una plataforma de celdas de yunque de diamante, los investigadores realizaron un mapeo magnético in situ que proporcionó una resolución espacial a escala micrométrica en condiciones extremas de alta presión y baja temperatura.
En combinación con este mapeo magnético, se realizaron mediciones de resistencia con cuatro sondas en el mismo cristal, asegurando condiciones experimentales consistentes durante todo el estudio. Esta metodología dual permitió al equipo establecer una correlación directa entre las respuestas diamagnéticas localizadas y las regiones sin resistencia, proporcionando evidencia convincente de la superconductividad en masa en el material de niquelato.
El sensor central NV utilizado en este estudio demostró una sensibilidad y resolución espacial excepcionales, lo que permitió mantener el rendimiento incluso en medio de gradientes de presión y la falta de homogeneidad inherente de las muestras. Utilizando una plataforma de detección magnética de alta presión y baja temperatura personalizada basada en defectos de espín de estado sólido, el equipo investigó sistemáticamente cómo evoluciona la superconductividad en La3Ni2O7−δ bajo presión elevada.
Este trabajo innovador no solo confirma la superconductividad a alta temperatura del niquelato de lantano, sino que también destaca las ventajas únicas de la tecnología del centro NV para la detección magnética en entornos extremos. Los hallazgos alentarán más investigaciones sobre materiales superconductores, que son prometedores para diversas aplicaciones en el futuro.
