Рекордные 1,5 мкм, о которых заявила группа Цзюнья Фэна и Ёити Андо, оказались под вопросом. Разбор опубликован в Nature Physics, в разделе Matters Arising. Его авторы — Евгений Тихонов и Вадим Храпай с физического факультета НИУ ВШЭ. Об этом сообщает издание Naked Science.
Топологические изоляторы ток проводят лишь по тонкому слою у поверхности, а внутри остаются диэлектриками. Их считают перспективными для электроники будущего и квантовых технологий, и особенно интересен учёным их стык со сверхпроводниками.
В оригинальном опыте длинную проволоку из топологического изолятора снабдили контактами на концах, а середину прижали к сверхпроводнику. В такой схеме конкурируют два канала нелокального транспорта. При кросс-андреевском отражении (CAR) электроны от разных контактов образуют куперовскую пару. При упругом котуннелировании (ECT) частица просто переходит сквозь сверхпроводник. Вклады в проводимость у них противоположны по знаку.
Авторы увидели, что при равных напряжениях нелокальная проводимость отрицательна, и приписали это CAR на рекордных 1,5 мкм. Расчёты Тихонова и Храпая показали: напряжения были недостаточно малыми, поэтому по одному лишь знаку судить о доминирующем процессе нельзя. После публичного обсуждения критика была признана обоснованной.
На уровне уравнений физики показали, что без самозатворного эффекта результат не объяснить. Поданное на контакты напряжение меняет энергетический рельеф для электронов, из-за чего вероятности CAR и ECT становятся зависимыми от него. В удачно подобранной рабочей точке возникает иллюзия, будто проводимость определяется объединением пар.
Храпай объяснил, что ему важно было не только указать на ошибку коллег, но и напомнить научному сообществу о несовершенстве методологии и проверки статей. Тихонов добавил, что открытия даются тяжело и дорого, а к альтернативным объяснениям исследователи относятся скептически.
Проверить интерпретацию можно с помощью измерений дробового шума. В родственной системе на полупроводниковых нанопроводах такие замеры показали: шансы CAR и ECT близки, а их разность — малая флуктуация, не позволяющая говорить о превосходстве одного эффекта. Точку в споре поставят дополнительные измерения: они покажут, действует ли CAR на большие расстояния.