Ilmassa vakaita erittäin ohuita suprajohteita11.08.2026
Nyt MIT:n ja kumppanit ovat löytäneet ja hyödyntäneet menetelmän, jolla voidaan tuottaa suuri, tasainen alue erittäin ohutta suprajohtavaa materiaalia, joka pysyy vakaana ilmanalassa. He "kasvattavat" suprajohtavaa niobiumdiselenidiä toisen atomaarisen ohuen materiaalin, hiilipohjaisen grafeenin, alle. Grafeenikerros suojaa haurasta suprajohdetta hapettumiselta ja ohjaa sitä kasvamaan tasaisena kerroksena laajan kiekkokokoisen alueen päällä. Tutkijat integroivat tätä ilmassa stabiilia suprajohdetta edelleen suprajohtavaan mikroaaltopiiriin. Testattaessa materiaali säilytti suprajohtavat ominaisuutensa ja sillä oli korkea kineettinen induktanssi, mikä on hyödyllinen resurssi monille kvanttipiireille. Suuri kineettinen induktanssi pienessä muodossa on toivottava suunnitteluelementti monissa kvanttipiireissä. Aiemmin suuren kineettisen induktanssin toteuttamiseksi ketjutettiin yhteen joukko Josephson-liitoksia. Tieteellisesti merkittävintä tässä työssä oli Ilmastabiilien 2D-suprajohteiden kapselointiepitaksia kvanttipiirejä varten. ”Meiltä kesti kauan ymmärtää, miten kasvu voi tapahtua grafeenin alla. Yhteistyön ja keskustelun avulla lopulta paljastimme mekanismin materiaalin kasvattamiseksi rajapinnalla, ja tämä ratkaisee monia ongelmia ja antaa meille mahdollisuuden yksinkertaistaa valmistusvaiheitamme”, Xudong Sheldon Zheng sanoo. Lisäksi kasvustrategia ei rajoitu pelkästään yksikerroksiseen niobiumdiselenidiin. Tutkijoiden mukaan sitä voidaan laajentaa laajaan joukkoon yksikerroksisia kvanttimateriaaleja, joilla on monipuolisia ja teknologisesti tärkeitä ominaisuuksia. Tulevaisuudessa tutkijoiden tavoitteena on integroida nämä ultraohuet suprajohtavat materiaalit toiminnallisiin piiriarkkitehtuureihin, jotka mahdollistavat perusfysiikan tutkimisen sekä kvanttilaitteiden ja muiden edistyneiden teknologioiden prototyyppien luomisen. ”Olemme ottaneet erittäin hyvän askeleen tutkiaksemme tämän ohuen, yksikerroksisen suprajohteen sekä fysiikkaa että sovelluspuolta. Voimme nyt kasvattaa suprajohdetta kiekkojen mittakaavassa tai jopa suuremmilla alueilla. Tulevaisuudessa on monia suuntia, joihin voimme mennä”, Sameia Zaman sanoo. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Erittäin ohuilla atomistisilla suprajohtavilla materiaaleilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia, joita tutkijat voivat hyödyntää tuottaakseen kompaktimpia, skaalautuvampia ja tehokkaampia kvanttilaitteita. Mutta nämä hauraat materiaalit hajoavat ilmassa niin nopeasti, että niitä on vaikea tutkia tai valmistaa.