Yksittäisestä 2D-materiaalista suprajohtava liitos21.12.2023 Tutkimuslaitos Rikenin fyysikot ovat kehittäneet elektronisen rakenteen, joka isännöi epätavallisia aineen tiloja ja josta voisi jonain päivänä olla hyötyä kvanttilaskennassa. Suprajohteita ja topologisia eristeitä yhdistävät järjestelmät tarjoavat alustan sidottujen Majorana tilojen tutkimukselle ja mahdollisen reitin toteuttaa vikasietoinen topologinen kvanttilaskenta. Tällä alalla harkittavien järjestelmien joukossa volframiditelluridin (WTe2) yksikerroksisilla ominaisuuksilla on harvinainen yhdistelmä. Erityisesti sen on osoitettu olevan kvantti spin Hall-eriste (QSHI) ja se voidaan helposti ohjata suprajohtavaan tilaan. Nyt Michael Randle Rikenin ja Fujitsun työtovereiden kanssa ovat luoneet kaksiulotteisen Josephson-liitoksen, jossa on aktiivisia komponentteja materiaalista, jonka tiedetään olevan kvantti spin Hall -eriste. Josephson-liitos tehdään yleensä kerrostamalla materiaali kahden alkuaineisen suprajohteen väliin. Nyt Randle ja tiimi valmistivat rakenteensa yksikerroksisesta 2D-volframitelluridista. "Teimme liitoksen kokonaan yksikerroksisesta volframitelluridista", Randle sanoo. "Teimme tämän hyödyntämällä sen ominaisuutta olla viritettävissä suprajohtavaan tilaan ja pois siitä sähköstaattisen portituksen avulla." Tiimi käytti ohuita palladiumkerroksia yhdistääkseen volframitelluridikerroksen sivut boorinitridin ympäröimään ja suojaavaan kerrokseen. He pystyivät havaitsemaan interferenssikuvion mitatessaan näytteen magneettista vastetta, joka on ominaista Josephson-liitokselle, jossa on 2D-suprajohtavia johteita. Vaikka tämä tutkimus tarjoaa puitteet monimutkaisen suprajohtavuuden ymmärtämiselle 2D-järjestelmissä, tarvitaan lisätyötä järjestelmien lupaaman eksoottisemman fysiikan selkeäksi tunnistamiseksi. "Seuraava askel on ultraohuen esikuvioitujen porttirakenteiden toteuttaminen käyttämällä esimerkiksi kemiallis-mekaanista kiillotusta", Randle selittää. Sen myötä tutkijat toivovat voivansa muodostaa Josephson-liitoksia tarkasti räätälöidyillä geometrioilla ja käyttää huippuluokan mikroaaltoresonaattorien kokeilutekniikoita laitteiden jännittävän topologisen luonteen tarkkailuun ja tutkimiseen. Aiheesta aiemmin: Josephson-liitosten käyttö supravirran ohjaamiseen Topologisia ulottuvuuksia kvanttitietotekniikalle |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.