Kohti topologisia suprajohteita23.06.2021
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: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.