Superprzewodnictwo metali Kagome rewolucjonizuje badania nad technologią kwantową

WarsawMateriały kagome są znane ze swoich gwiaździstych struktur krystalicznych i od piętnastu lat stanowią gorący temat badań w dziedzinie kwantowej. W 2018 roku naukowcom udało się stworzyć w laboratorium metaliczne związki o tej strukturze. Materiały te charakteryzują się unikalnymi właściwościami elektronicznymi, magnetycznymi i nadprzewodzącymi, co czyni je potencjalnymi kandydatami do przyszłych technologii kwantowych.

Niedawne badania wykazały, że te materiały mogą być wykorzystane do produkcji zaawansowanych części elektronicznych, takich jak nadprzewodzące diody. Eksperymenty jednoznacznie dowiodły, że nowy rodzaj nadprzewodnictwa może występować w metalach Kagome. Oto kilka istotnych punktów:

Unikalna krystaliczna struktura metali Kagome umożliwia niezwykłe elektroniczne, magnetyczne i nadprzewodzące właściwości. W tych metalach pary Coopera mogą rozkładać się w falowy sposób w obrębie podsieci. Nadprzewodnictwo modulowane przez podsieci otwiera nowe możliwości dla energooszczędnych urządzeń kwantowych. Badania koncentrują się na materiałach, które mogą wykazywać te właściwości bez początkowej fali gęstości ładunku. W przełomowym eksperymencie wykorzystano skaningowy mikroskop tunelowy z nadprzewodzącą końcówką do bezpośredniej obserwacji tego zjawiska.

Nadprzewodniki Kagome pokazują, że pary Coopera, kluczowe dla przewodnictwa nadprzewodnikowego, mogą być uporządkowane w sposób wzorcowy, a nie rozmieszczone równomiernie. To, co wcześniej było jedynie teoretyczną koncepcją, teraz może być zaobserwowane w rzeczywistości dzięki tym materiałom.

Zobacz również:

Dzisiaj · 10:18

Turbulencje morskie i wyzwania dla turbiny O2

Odkrycie ma wiele zastosowań technologicznych. Diody nadprzewodzące zazwyczaj wymagają mieszanki różnych materiałów nadprzewodzących. Jednak dzięki metalom Kagome naturalny układ par Coopera pozwala, aby materiał działał jako dioda samodzielnie. To może uprościć tworzenie obwodów i urządzeń nadprzewodzących oraz zwiększyć ich efektywność.

Metoda detekcji wykorzystuje efekt Josephsona, który został nagrodzony Nagrodą Nobla, łącząc nowe badania z już znanymi koncepcjami fizyki kwantowej. Dzięki końcówce nadprzewodzącej, która jest w stanie bezpośrednio mierzyć pary Coopera, metoda ta stanowi istotny postęp.

Osiągnięcie nadprzewodnictwa Kagome na dużą skalę ma ogromny potencjał. Jeśli uda się to zrealizować, może to prowadzić do powstania energooszczędnych i pozbawionych strat urządzeń kwantowych. Taki postęp mógłby zrewolucjonizować obliczenia kwantowe oraz umożliwić rozwój praktycznych i skalowalnych technologii nadprzewodnikowych.

Nadprzewodniki Kagome mają wyjątkowe właściwości, które rewolucjonizują badania nad kwantami. Z prowadzonymi obecnie badaniami i potencjalnymi zastosowaniami na horyzoncie, przyszłość technologii kwantowej wydaje się bardzo obiecująca.