Kagome-supergeleiders revolutioneren energiezuinige quantumntechnologieën

AmsterdamKagome-materialen staan bekend om hun stervormige kristalstructuren en zijn de afgelopen vijftien jaar een hot topic binnen het quantumonderzoek geweest. In 2018 slaagden wetenschappers erin metallische verbindingen met deze structuur in het laboratorium te creëren. Deze materialen hebben unieke elektronische, magnetische en supergeleidingseigenschappen, waardoor ze potentieel geschikt zijn voor toekomstige quantumtechnologieën.

Recente onderzoeken tonen aan dat deze materialen gebruikt kunnen worden voor geavanceerde elektronische onderdelen zoals supergeleidingsdiodes. Experimenten hebben duidelijk aangetoond dat een nieuw soort supergeleiding kan optreden in Kagome-metalen. Hier zijn enkele belangrijke punten:

• De unieke kristalstructuur van Kagome-metalen biedt ongeëvenaarde elektronische, magnetische en supergeleidingseigenschappen.
• In Kagome-metalen kunnen Cooper-paren zich golfachtig verdelen binnen de subroosters.
• Supergeleiding met subrooster-modulatie opent nieuwe wegen voor energie-efficiënte kwantumapparaten.
• Onderzoek richt zich op materialen die deze eigenschappen kunnen vertonen zonder initiële ladingsdichtheidsgolf.
• Het baanbrekende experiment maakte gebruik van een scanning tunneling microscoop met een supergeleidend punt om dit verschijnsel direct waar te nemen.

Kagome-supergeleiders tonen aan dat Cooperparen, die cruciaal zijn voor supergeleiding, op een gestructureerde manier kunnen worden gerangschikt in plaats van gelijkmatig verspreid te zijn. Wat voorheen slechts een theoretisch idee was, is nu werkelijkheid geworden met deze materialen.

De ontdekking heeft vele technologische toepassingen. Supergeleidende diodes vereisen doorgaans een combinatie van verschillende supergeleidende materialen. Maar bij Kagome-metalen zorgt het natuurlijke patroon van Cooperparen ervoor dat het materiaal op zichzelf als diode kan functioneren. Dit kan het creëren van supergeleidende schakelingen en apparaten eenvoudiger, minder gecompliceerd en efficiënter maken.

Lees ook:

Vandaag · 01:15

Wereldwijde gewassen floreren dankzij technologische vooruitgang, ondanks zorgen over stagnerende landbouwproductie

De detectiemethode maakt gebruik van het Nobelprijs-winnende Josephson-effect en combineert nieuwe onderzoeksresultaten met bekende concepten uit de kwantumfysica. Met een supergeleidende tip die Cooperparen direct kan meten, markeert de methode een belangrijke stap voorwaarts.

Het grootschalig bereiken van Kagome-supergeleiding is veelbelovend. Als dit lukt, zou het kunnen leiden tot de creatie van energiezuinige en verliesvrije quantumapparaten. Deze doorbraak zou de quantumcomputing revolutioneren en bijdragen aan de ontwikkeling van praktische en schaalbare supergeleidende technologieën.

Kagome-supergeleiders bieden unieke mogelijkheden die het kwantumonderzoek revolutioneren. Met lopende studies en potentiële toepassingen in het vooruitzicht, lijkt de toekomst van de kwantumtechnologie veelbelovend.