控制异国金属内超导性的复杂模式

时间：2022-01-01 13:58:00来源：

科学家可以定义和调整超导模式。

超导性具有迷人的科学家多年来，因为它提供了彻底改变现有技术的潜力。材料只成为超导体 - 意味着电子可以在没有阻力的情况下行驶 - 在非常低的温度下。如今，这种独特的零电阻超导性通常在许多技术中发现，例如磁共振成像（MRI）。然而，未来的技术将利用超导体中的电子行为总同步 - 一个称为阶段的财产。目前有一个竞争来构建世界的第一个量子计算机，它将使用这些阶段来执行计算。传统的超导体非常坚固且难以影响，并且挑战是找到新材料，其中可以在装置中容易地操纵超导状态。

由Philip Moll领导的EPFL的量子材料（QMAT）的实验室，一直在研究一种特定的非传统超导体，称为重型铁缆材料。QMAT科学家，作为EPFL的广泛国际合作的一部分，Max Planck Solids的Solids of Solids，Los Alamos国家实验室和康奈尔大学令人惊讶地发现了这一材料，Ceirin5。

Ceirin5是在非常低温下超导的金属，仅为°0.4℃，绝对零（约-27℃）。°QMAT科学家们与康涅狄格大学的Katja C.Typack一起表明，该材料可以通过在正常金属状态下与区域共存的超导区域产生。它们仍然更好，它们产生了一种允许研究人员设计复杂导电模式的模型，并且通过改变温度，以高度受控的方式将它们分配在材料内。他们的研究刚刚发表于科学。

为了实现这一壮举，科学家们切成了非常薄的Ceirin5层 - 仅达到千分之一的毫米厚 - 它们加入了蓝宝石衬底。冷却时，材料合同，而蓝宝石合同则很少。所得到的相互作用对材料进行了应力，好像它在所有方向上拉动，从而略微扭曲切片中的原子键。随着Ceirin5中的超导性对材料的精确原子配置异常敏感，工程是实现复杂的超导模式所需要的变形图案。这种新方法允许研究人员在单晶栏上“绘制”超导电路，这是一种为新量子技术铺平道路的步骤。

该发现代表了控制重型铁饼材料超导性的主要步骤。但这不是故事的结尾。在此项目之后，DOC后研究人员刚刚开始探索可能的技术应用。

例如，“我们可以通过使用微致动器修改材料的失真来改变超导区域的改变超导区域，”Moll说。“在芯片上隔离和连接超导区域的能力也可能为未来量子技术创造一种开关，就像在今天计算中使用的晶体管一样。”