L'avversione reciproca tra superconduttività e magnetismo è conosciuta da molto tempo ed è all'origine della levitazione quantistica, nota come effetto Meissner, per cui un superconduttore respinge sempre una calamita, qualunque sia la sua orientazione. Ma questa repulsione avviene a distanza.

Meno chiaro è invece ciò che accade se il magnete e il superconduttore sono posti in contatto diretto, cresciuti l'uno sull'altro così da avere una interfaccia perfettamente liscia su scala atomica. Ricercatori del Politecnico di Milano, della Federico II e del CNR di Napoli hanno studiato come un superconduttore ad alta temperatura a base di Rame e Ossigeno viene modificato da un sottilissimo film di materiale ferromagnetico a base di Manganese e Ossigeno depositato su di esso. Si è visto che, in queste condizioni, il materiale magnetico riesce ad abbattere parzialmente la barriera di super-correnti che solitamente protegge il superconduttore dai campi magnetici e magnetizza il superconduttore stesso. Con la conseguenza che le sue proprietà superconduttive ne soffrono e la sua temperatura critica si abbassa.

Questo risultato chiarisce i meccanismi microscopici del cosiddetto "effetto di prossimità" nel caso dei superconduttori ad alta temperatura critica, che hanno proprietà chimiche e fisiche diverse dai superconduttori "tradizionali", proprietà in gran parte ancora inspiegabili dalla teoria, tanto da essere considerati, ancor oggi a 30 anni dalla scoperta, come il principale mistero della fisica dei solidi moderna. Inoltre i due materiali impiegati in questo studio, sono entrambi potenzialmente utilizzabili per lo sviluppo dell'elettronica con gli ossidi (oxide electronics), un filone di ricerca in cui si tenta di realizzare dispositivi elettronici, anziché con il silicio, con ossidi di metalli di transizione.

I risultati di questo studio sono stati pubblicati il 24 novembre 2014 sulla rivista Nature Communications e sono il frutto della collaborazione tra ricercatori dell'Istituto SPIN del CNR e del Dipartimento di Fisica della Federico II di Napoli e del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, con i fondamentali contributi anche del Sincrotrone Europeo di Grenoble (ESRF) in Francia per le misure con i raggi X, dell'Università di Twente nei Paesi Bassi per la strumentazione di crescita dei campioni e del Laboratorio Nazionale di Oak Ridge negli USA per la caratterizzazione microscopica con risoluzione atomica.


Articolo originale: DOI: 10.1038/ncomms6626 (rinvenibile anche al seguente indirizzo http://www.nature.com/ncomms/2014/141124/ncomms6626/full/ncomms6626.html)

Ubiquitous long-range antiferromagnetic coupling across the interface between superconducting and ferromagnetic oxides
G.M. De Luca, G. Ghiringhelli, C.A. Perroni, V. Cataudella, F. Chiarella, C. Cantoni, A.R. Lupini, N.B. Brookes, M. Huijben, G. Koster, G. Rijnders & M. Salluzzo