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Superconductividad en el silicio cúbico dopado.

E Bustarret1, C Marcenat, P Achatz

  • 1Laboratoire d'Etudes des Propriétés Electroniques des Solides, CNRS, BP166, 38042 Grenoble, France. etienne.bustarret@grenoble.cnrs.fr

Nature
|November 24, 2006
PubMed
Resumen

La superconductividad se ha logrado en silicio por primera vez mediante la introducción de altas concentraciones de boro. Este avance permite el desarrollo de nuevas nanoestructuras y dispositivos superconductores basados en silicio.

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Área de la Ciencia:

  • Física de la materia condensada Física de la materia condensada
  • Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
  • Física de los semiconductores Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

  • La resistividad del silicio es sintonizable mediante dopaje, pero no se ha observado superconductividad.
  • Los dispositivos híbridos que integran silicio y superconductores están poco desarrollados.

Objetivo del estudio:

  • Para inducir la superconductividad en el silicio.
  • Para explorar nanoestructuras y dispositivos superconductores basados en silicio.

Principales métodos:

  • El dopaje láser de inmersión en gas para lograr altas concentraciones de boro en el silicio.
  • Medidas de la resistividad eléctrica y la susceptibilidad magnética.
  • Cálculos ab initio y espectroscopia Raman.

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Principales resultados:

  • Superconductividad inducida en silicio dopado con boro (Si:B) a una temperatura de transición (T ((c)) de aproximadamente 0,35 K.
  • Se observó un campo magnético crítico de aproximadamente 0,4 T.
  • El dopaje confirmado como sustitutivo, con un mecanismo de acoplamiento convencional mediado por fonón.

Conclusiones:

  • El dopaje de boro en alta concentración permite la superconductividad en el silicio.
  • Esta investigación allana el camino para nanoestructuras superconductoras basadas en silicio y dispositivos mesoscópicos con interfaces de alta calidad.