Kagome-metallernas nya supraledande egenskaper kan förbättra kvantteknologi enligt ny forskning

StockholmKagome-material är kända för sina stjärnliknande kristallstrukturer och har varit ett hett ämne inom kvantforskning de senaste femton åren. År 2018 lyckades forskare framställa metalliska föreningar med denna struktur i laboratoriet. Dessa material har speciella elektroniska, magnetiska och supraledande egenskaper, vilket gör dem till potentiella kandidater för framtida kvantteknologier.

Nya studier har visat att dessa material kan användas för att tillverka avancerade elektroniska komponenter som supraledande dioder. Experiment har tydligt bevisat att en ny typ av supraledning kan förekomma i Kagome-metaller. Här är några viktiga punkter:

Kagome-metallernas unika kristallgeometri ger oöverträffade elektroniska, magnetiska och supraledande egenskaper. I dessa metaller kan Cooper-par bilda vågliknande mönster inom subgittren. Supraledning som moduleras av subgitter öppnar nya möjligheter för energieffektiva kvantenheter. Forskning fokuserar på material som kan uppvisa dessa egenskaper utan en initial laddningstäthetsvåg. Den banbrytande experimentet använde ett supraledande spetsbaserat sveptunnelmikroskop för att direkt observera detta fenomen.

Kagome-superledare visar att Cooper-par, som är avgörande för supraledning, kan ordnas på ett mönstrat sätt istället för att spridas jämnt. Tidigare var detta bara en teoretisk idé, men nu kan det observeras i verkligheten med dessa material.

Läs också:

Idag · 01:15

Globala skördar ökar stadigt och motbevisar farhågor om stagnerande jordbruksutveckling

Upptäckten har många teknologiska tillämpningar. Supraledande dioder brukar vanligtvis kräva en blandning av olika supraledande material. Men med Kagome-metaller kan det naturliga mönstret hos Cooper-paren göra att materialet fungerar som en diod av sig själv. Detta kan förenkla och effektivisera skapandet av supraledande kretsar och enheter.

Detektionsmetoden utnyttjar den Nobelprisbelönade Josephson-effekten och förenar ny forskning med välkända kvantfysikkoncept. Med en supraledande spets som kan mäta Cooper-par direkt innebär metoden ett betydande framsteg.

Att uppnå Kagome-superkonduktivitet i stor skala är mycket lovande. Om det lyckas, kan det leda till skapandet av energieffektiva och förlustfria kvantenheter. Denna utveckling skulle förändra kvantdatorer och hjälpa till att utveckla praktiska och skalbara supraledande teknologier.

Kagome-superledare har unika egenskaper som förändrar kvantforskningen. Med fler studier på gång och möjliga tillämpningar inom kort ser framtiden för kvantteknologi mycket lovande ut.