Hochwertige supraleitende Dünnschichten sind entscheidend für die Realisierung von Quantencomputern. Herkömmliche Dünnschichten weisen jedoch häufig Verunreinigungen oder Defekte auf und sind daher für den Einsatz in Quantencomputerchips ungeeignet. Yuki Sato und ihr Team am RIKEN Center for Emerging Materials Science (CEMS) haben kürzlich einen Durchbruch in der Herstellung supraleitender Dünnschichten erzielt und ein neues Verfahren zur Produktion supraleitender Dünnschichten aus Eisentellurid entdeckt.

Eisentellurid ist normalerweise nicht supraleitend, doch Satos Team konnte erfolgreich eine supraleitende Eisentellurid-Dünnschicht herstellen, indem es Eisen- und Tellurid-Atome mittels Molekularstrahlepitaxie auf ein Cadmiumtellurid-Blech aufsprühte. Dieses Herstellungsverfahren reduziert die Kristallstrukturverzerrung, wodurch die Schicht bei extrem niedrigen Temperaturen supraleitend wird und sich somit für Quantenchips eignet. Rastertransmissionselektronenmikroskopie und Synchrotron-Röntgenbeugungsanalyse zeigten, dass die atomare Anordnung des neuartigen Dünnfilms sehr gut mit dem Atomgitter in Cadmiumtellurid übereinstimmt. Dies stabilisiert die Kristallstruktur und reduziert Gitterverzerrungen, was für die Erzielung von Tieftemperatur-Supraleitung entscheidend ist.

Forscher versuchten außerdem, Eisentellurid-Dünnfilme auf Strontiumtitanat abzuscheiden. Obwohl die Gitteranpassung zwischen Strontiumtitanat und Eisentellurid extrem hoch ist, zeigten die resultierenden Filme keine Supraleitung. Dieses Vergleichsexperiment bestätigt, dass eine höhere epitaktische Anpassung, und nicht die traditionelle Gitteranpassung, der Schlüssel zur Herstellung leistungsstarker supraleitender Dünnfilme ist. Yuki Sato erklärte: „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die gezielte Erzeugung einer höheren epitaktischen Anpassung die Zukunft der Dünnfilmforschung sein könnte. Scheinbar widersprüchliche Ergebnisse verbergen oft neue wissenschaftliche Mechanismen.“

Weitere Informationen: Autoren: Yuki Sato et al., Titel: „Hochordnungsepitaxie erzielt Supraleitung und Unterdrückung monokliner Verzerrungen in FeTe-Dünnschichten“, veröffentlicht in: *Nature Communications* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Nature Communications*