Kohti topologisia suprajohteita

23.06.2021

MINNESOTA-Kent-suprajohtavuudesta-300-t.jpgMinnesotan yliopiston johtama fyysikkoryhmä on havainnut, että suprajohtava Niobium-diselenidi (NbSe2) on joustavampi, kun sitä käytetään hyvin ohuena kerroksena. Yllä oleva kaavio kuvaa erilaisia s-, p- ja d-aaltojen suprajohtavia tiloja metallissa.

Suurempi kuva

Minnesotan yliopiston johtama kansainvälinen fyysikkoryhmä on tutkimuksissaan havainnut, että epätavanomainen suprajohtava metalli on joustavampi, kun sitä käytetään hyvin ohuena kerroksena.

Niobiumdiselenidi (NbSe2) on suprajohtava metalli, mikä tarkoittaa, että se voi kuljettaa elektroneja atomista toiseen ilman resistanssia. Ei ole harvinaista, että materiaalit käyttäytyvät eri tavalla, kun ne ovat hyvin pieniä, mutta NbSe2:lla on tässä tilassa mahdollisesti hyödyllisiä ominaisuuksia.

Aihetta tutkittaessa havaittiin, että 2D-materiaalina se on sitkeä suprajohde, koska sillä on kaksinkertainen symmetria, joka eroaa suuresti saman materiaalin paksummista näytteistä.

Tutkijat aikovat näiden alkutulosten perusteella tutkia edelleen atomisesti ohuen NbSe2:n ominaisuuksia yhdessä muiden eksoottisten 2D-materiaalien kanssa, mikä voisi viime kädessä johtaa epätavallisten suprajohtavien tilojen, kuten topologisen suprajohtavuuden käyttämiseen kvanttitietokoneiden rakentamiseen.

Kentin yliopiston ja STFC Rutherford Appleton Laboratoryn johtama tutkimus on puolestaan jo johtanut uuden harvinaisen topologisen suprajohtimen, LaPt3P:n löytämiseen. Tällä löydöllä voi olla valtava merkitys kvanttitietokoneiden tulevassa toiminnassa.

Kvanttitietokoneiden kubitit menettävät kvanttiominaisuutensa sähkömagneettisten kenttien, lämmön ja ilmamolekyylien törmäysten vuoksi. Suojaus näitä vastaan voidaan saavuttaa tekemällä joustavampia ja sitkeitä kubitteja käyttämällä topologisia suprajohteita, jotka suprajohteiden lisäksi isännöivät myös suojattuja metallitiloja rajoillaan tai pinnoillaan.

Topologiset suprajohteet, kuten LaPt3P, jotka löydettiin äskettäin myonispin relaksaatiokokeiden ja laajan teoreettisen analyysin avulla, ovat poikkeuksellisen harvinaisia ja niillä on valtava arvo tulevalle kvanttilaskennan teollisuudelle.

Sen varmistamiseksi, että sen ominaisuudet ovat näytteistä ja instrumenteista riippumattomia, Warwickin yliopistossa ja ETH Zürichissä valmistettiin kaksi erilaista näytesarjaa. Myonikokeet tehtiin sitten kahdessa erityyppisessä myonilaitoksessa.

Kentin tohtori Sudeep Kumar Ghosh toteaa: 'Tällä topologisen suprajohtavan LaPt3P:n löydöllä on valtava potentiaali kvanttilaskennan alalla. Tällaisen harvinaisen ja toivotun komponentin löytäminen osoittaa myonitutkimuksen merkityksen ympärillämme olevalle arjen maailmalle.'

Aiheesta aiemmin:

Magnetismi kohtaa topologian suprajohtimen pinnalla

Kohti topologisia kubitteja

Topologisia ulottuvuuksia kvanttitietotekniikalle

17.09.2021Kiertymiä ja laaksoja
16.09.2021Vihreää polttoainetuottoa kehittäen
15.09.2021Topologiaa ja magneettisuutta
14.09.2021Kvanttianturit ohenevat
13.09.2021Nanokamera seuraa kemiallisia reaktioita
10.09.2021Komplementaarista galliumnitridielektroniikkaa
08.09.2021Käytännöllisiä lämpösähkömateriaaleja
06.09.2021Ionit vauhdikkaina erittäin ohuissa savissa
03.09.2021Akun anodi ja katodi osana kotelointia
01.09.2021Nanomaailman kvanttiominaisuuksia

Siirry arkistoon »