
Изследователи успешно са създали нови видове свръхпроводници чрез подреждане на атоми един по един, което може да доведе до разработването на иновативни материали и до напредък в областта на квантовите изчисления.
Изследването показва обещаващ подход за преодоляване на ограниченията на естествено срещащите се материали, проправяйки пътя за нови състояния на материята в бъдещите електронни и компютърни технологии.
Електрониката на бъдещето зависи от откриването на уникални материали. Понякога обаче естествената топология на атомите затруднява създаването на нови физически ефекти. За да се справят с този проблем, учени от Университета в Цюрих вече успешно проектират свръхпроводници атом по атом, създавайки нови състояния на материята.
Как ще изглежда компютърът на бъдещето? Как ще работи? Търсенето на отговори на тези въпроси е основен двигател на фундаменталните физически изследвания. Съществуват няколко възможни сценария, вариращи от по-нататъшното развитие на класическата електроника до изграждането на невроморфни и квантови компютри.
Общият елемент във всички тези подходи е, че те се основават на нови физични ефекти, някои от които досега са били предсказани само на теория. Изследователите полагат големи усилия и използват най-модерно оборудване в търсенето на нови квантови материали, които ще им позволят да създадат такива ефекти. Но какво става, ако няма подходящи материали, които да се срещат в природата?
Нов подход към свръхпроводимостта
В неотдавнашно проучване, публикувано в Nature Physics, изследователската група на професора от Университета в Цюрих Титус Нойперт (Titus Neupert), работеща в тясно сътрудничество с физици от Института по физика на микроструктурите "Макс Планк" в Хале, Германия, представя възможно решение. Изследователите сами изработват необходимите материали - атом по атом.
Те се фокусират върху нови видове свръхпроводници, които са особено интересни, тъй като предлагат нулево електрическо съпротивление при ниски температури. Понякога наричани "идеални диамагнити", свръхпроводниците се използват в много квантови компютри поради необикновеното им взаимодействие с магнитните полета. Теоретичните физици са прекарали години в изследване и прогнозиране на различни състояния на свръхпроводимост.
"Досега обаче само малък брой от тях са били убедително демонстрирани в материали", подчертава професор Нойперт.
Два нови типа свръхпроводимост
В рамките на своето сътрудничество изследователите от UZH прогнозират теоретично как трябва да се подредят атомите, за да се създаде нова свръхпроводима фаза, а екипът в Германия след това провежда експерименти за реализиране на съответната топология. С помощта на сканиращ тунелен микроскоп те преместват и поставят атомите на правилното място с точност до атом.
Същият метод е използван и за измерване на магнитните и свръхпроводящите свойства на системата. Чрез нанасяне на хромови атоми върху повърхността на свръхпроводимия ниобий изследователите са успели да създадат два нови вида свръхпроводимост. Подобни методи са били използвани и преди за манипулиране на метални атоми и молекули, но досега никога не е било възможно да се направят двуизмерни свръхпроводници с този метод.
Резултатите не само потвърждават теоретичните прогнози на физиците, но и им дават основание да разсъждават за това какви други нови състояния на материята могат да бъдат създадени по този начин и как те биха могли да се използват в квантовите компютри на бъдещето.
Справка:“Two-dimensional Shiba lattices as a possible platform for crystalline topological superconductivity” by Martina O. Soldini, Felix Küster, Glenn Wagner, Souvik Das, Amal Aldarawsheh, Ronny Thomale, Samir Lounis, Stuart S. P. Parkin, Paolo Sessi and Titus Neupert, 10 July 2023, Nature Physics.
DOI: 10.1038/s41567-023-02104-5
Източник: Creating New States of Matter – Researchers Invent Two New Types of Superconductivity, University Of Zurich
Още по темата

Физика
Частица "демон" е открита в свръхпроводниците и може да обясни как работят

Физика
Успешен втори опит със свръхпроводник при стайна температура

Физика
Твърденията за свръхпроводник при стайна температура предизвикват скептицизъм. Ето защо

Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
dolivo
Генетичен пробив в борбата със сърдечно-съдовите заболявания
швейк
Бабуините не се разпознават в огледало, но много други сухоземни и морски животни го правят
Chukan Kirilov
Вътрешното ядро на Земята неясно защо променя формата си
Chukan Kirilov
Океанската плоча между Арабската и Евразийската континентална плоча се откъсва