Utilisation de l'exfoliation chimique pour produire une encre supraconductrice au bisulfure de tungstène

Rapport du 23 mars 2023

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par Bob Yirka, Phys.org

Une équipe de chimistes, d'ingénieurs, de spécialistes des matériaux et de physiciens de l'Université de Princeton, de l'Université Rutgers et de l'Université de Ratisbonne a mis au point une technique d'exfoliation chimique pour produire une encre au bisulfure de tungstène d'une seule molécule d'épaisseur. Le groupe décrit leur technique dans un article publié dans la revue Science Advances.

Alors que la recherche se poursuit dans la création d'ordinateurs quantiques vraiment utiles, les scientifiques continuent de rechercher de nouveaux matériaux qui pourraient prendre en charge de telles machines. Dans ce nouvel effort, l'équipe de recherche a cherché à trouver des moyens d'imprimer des circuits très froids à l'intérieur d'ordinateurs quantiques à l'aide d'encre supraconductrice.

La nouvelle méthode impliquait un matériau constitué de couches de disulfure de tungstène et de potassium. Les chercheurs ont exfolié le matériau en le trempant dans une solution d'acide sulfurique. Cela a dissous le potassium et laissé derrière lui des couches à une seule molécule de disulfure de tungstène. La dernière étape consistait à rincer l'acide et les restes, laissant les couches de tungstène en suspension dans un bain d'eau. Dans cet état, les chercheurs ont découvert que les couches de bisulfure de tungstène pouvaient être utilisées comme une forme d'encre pouvant être imprimée sur divers types de surfaces, telles que le plastique, le silicium ou le verre. Cela a laissé un revêtement d'une épaisseur de molécule sur le matériau.

Le revêtement est resté stable à température ambiante sans avoir besoin d'un revêtement protecteur pendant 30 jours. Le refroidir à 7,3 K a rendu le revêtement supraconducteur, même après l'avoir laissé à l'air libre pendant un certain temps. L'équipe de recherche note que cela suggère que l'encre pourrait être transportée sans avoir besoin d'équipement spécial vers un site où elle pourrait ensuite être congelée pour être utilisée comme supraconducteur. Ils suggèrent en outre qu'en raison de la simplicité du procédé, il devrait être assez facile de l'industrialiser.

Ils concluent que l'encre pourrait être utilisée dans des ordinateurs quantiques ou des machines IRM où les pièces seraient déjà refroidies aux températures nécessaires. L'équipe prévoit ensuite de tester la possibilité d'utiliser un processus similaire pour créer des revêtements supraconducteurs à des températures plus élevées.

Plus d'information: Xiaoyu Song et al, Synthèse d'une encre monocouche 1T′-WS 2 aqueuse, stable à l'air et supraconductrice, Science Advances (2023). DOI : 10.1126/sciadv.add6167

Informations sur la revue :Avancées scientifiques

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