Supraledande kol

I senaste numret av den ansedda vetenskapliga tidskriften Nature rapporterar en grupp forskare från Bell Laboratories i USA, det tekniska universitetet ETH i Zürich och LTH, Lunds Tekniska högskola, om hur en speciell form av kolmolekyler kan göras supraledande. Det handlar om grundforskning men på lite längre sikt hägrar drömmen om att kanske kunna använda supraledande kol i mikrochipsens transistorer.

För knappt tjugo år sedan upptäckte man en ny form av kol vid sidan av grafit och diamant – de s k fullere´nerna. En fulleren är ett klot av kolatomer som ligger ordnade i fem- eller sexkantiga figurer ungefär som lädret i en fotboll. Den första fulleren som upptäcktes består av sextio kolatomer (C60); sedan dess har fler varianter blivit kända. Forskarna vid Bell Laboratories har arbetat med C70 som består av sjuttio kolatomer. En av dem är professor Theo Siegrist som f n delar sin tid mellan den amerikanska institutionen och avdelningen för materialkemi vid LTH. Till samma avdelning hör dr Christer Svensson som säger:

– Det har varit känt att man kan dopa C60 så att den blir supraledande vid 40 grader K – alltså 40 grader över den absoluta nollpunkten. Men försöken att även göra C70 supraledande har länge misslyckats. På Bell Laboratories har man nu en metod för att framställa C70 i kristallisk form och göra den supraledande genom att tillföra fyra elektroner till varje molekyl. Den roll som LTH-avdelningen för materialkemi spelat är att undersöka fullerenernas struktur. Man misstänker att krökningen på dessa kolmolekyler kan spela en viktig roll för den supraledande förmågan. C60 är klotformad medan C70 är mer utdragen, ungefär som en amerikansk fotboll.

Supraledning innebär att det inte längre finns något elektriskt motstånd. Elektricitet kan ledas utan att värme eller någon annan form av energiförlust uppstår. C70 är endast supraledande vid den mycket låga temperaturen 7 grader K. Vad man hoppas är att en dag finna material som är supraledande vid rumstemperatur. Då skulle man kunna packa transistorerna ännu tätare på mikrochipsen utan att få problem med den värme kretsarna normalt utvecklar. Det finns en hypotes om att avståndet mellan fullerenerna i en kristall kan påverka supraledningens egenskaper; Christer Svensson och hans kollegor har dock ännu inte kunnat påvisa att det förhåller sig så.

Nature-artikeln Super conductivity in single crystals of the fullerene C70 återfinns i 413, 83l-833 (2001). Dr Christer Svensson kan nås på tel 046-222 42 95 eller 046-12 83 57