การควบคุมพื้นที่ตัวนำยิ่งยวดภายในโลหะที่แปลกใหม่

ตัวนำยิ่งยวดได้ดึงดูดนักวิทยาศาสตร์มาหลายปีแล้วเนื่องมาจากมันมีความสามารถสำหรับการปฏิรูปเทคโนโลยีในตอนนี้ วัสดุเปลี่ยนเป็นตัวนำยิ่งยวดแค่นั้นซึ่งหมายความว่าอิเล็คตรอนสามารถเดินทางไปได้โดยไม่มีการต้านที่อุณหภูมิต่ำมาก ทุกวันนี้ตัวนำยิ่งยวดความต้านทานศูนย์แบบสิทธิพิเศษส่วนตัวนี้พบมากในเทคโนโลยีไม่น้อยเลยทีเดียวได้แก่การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีในอนาคตจะควบคุมความประพฤติทางไฟฟ้าทั้งหมดในตัวนำยิ่งยวดซึ่งเป็นคุณทรัพย์สมบัติที่เรียกว่าเฟส บัดนี้มีการแข่งขันเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกของโลกซึ่งจะใช้เฟสกลุ่มนี้เพื่อทำคำนวณ ตัวนำยิ่งยวดทั่วไปนั้นมีความแข็งแกร่งรวมทั้งยากที่จะทรงอิทธิพลต่อรวมทั้งความท้าเป็นการหาวัสดุใหม่ซึ่งสามารถใช้งานตัวนำยิ่งยวดในเครื่องไม้เครื่องมือได้

ห้องปฏิบัติการวัสดุควอนตัมของ EPFL (QMAT) นำโดย Philip Moll ได้ดำเนินงานในกรุ๊ปสารตัวนำยิ่งยวดที่ไม่เป็นที่รู้จักทั่วไปซึ่งรู้จักกันในชื่อสิ่งของ fermion หนัก นักวิทยาศาสตร์ของ QMAT ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความร่วมแรงร่วมมือระหว่างประเทศในวงกว้างระหว่าง EPFL สถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์เคมีของของแข็งห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลุกลามอสแล้วก็มหาวิทยาลัยคอร์เนล

CeIrIn5 
เป็นโลหะที่มีค่ายิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำมากเพียงแต่ 0.4 ° C เหนือศูนย์สัมบูรณ์ (ประมาณ -273 ° C) นักวิทยาศาสตร์ของ QMAT ร่วมกับ Katja C. Nowack จากมหาวิทยาลัย Cornell ได้บอกให้เห็นแล้วว่าวัสดุนี้สามารถผลิตได้ด้วยเขตตัวนำยิ่งยวดซึ่งอยู่ชิดกับรอบๆที่อยู่ในสภาวะปกติของโลหะ ยังดีมากกว่าพวกเขาสร้างแบบจำลองที่ช่วยทำให้นักวิจัยสามารถออกแบบแบบการดำเนินงานที่ซับซ้อนและโดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพื่อกระจัดกระจายพวกเขาข้างในวัสดุในกรรมวิธีควบคุมอย่างมาก งานศึกษาค้นคว้าวิจัยของพวกเขาเพิ่งจะเผยแพร่ในวิทยาศาสตร์

เพื่อประสบความสำเร็จนี้นักวิทยาศาสตร์ได้หั่น CeIrIn5 ที่บางมากมายซึ่งมีความครึ้มเพียงหนึ่งในพันมิลลิเมตรซึ่งพวกเขาได้เข้าร่วมกับสารเริ่มต้นไพลิน เมื่อระบายความร้อนด้วยวัสดุจะหดตัวอย่างมีนัยสำคัญขณะที่ไพลินหดตัวน้อยมาก การโต้ตอบที่เกิดขึ้นทำให้เกิดความตึงเครียดกับวัสดุเสมือนว่ามันถูกดึงไปทุกทิศทางด้วยเหตุนั้นก็เลยบิดเบือนภาระอะตอมในชิ้นน้อย ด้วยเหตุว่าตัวนำยิ่งยวดใน CeIrIn5 มีความไวต่อการกำหนดค่าอะตอมของสิ่งของได้อย่างไม่ดีเหมือนปกติวิศวกรรมแบบการบิดเบือนจึงใช้เพื่อให้ได้รูปแบบที่สลับซับซ้อนยิ่งยวด วิธีการใหม่นี้ช่วยทำให้นักวิจัย ดึง” ตัวนำยิ่งยวดวงจรบนแถบผลึกเดี่ยวขั้นตอนที่ปูทางสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมใหม่

การศึกษาและทำการค้นพบนี้บ่งบอกถึงถึงก้าวสำคัญสำหรับการควบคุมตัวนำยิ่งยวดในวัสดุ fermion หนัก แต่ว่าโน่นไม่ใช่วาระสุดท้ายของเรื่อง ต่อจากโครงงานนี้นักวิจัยหลังเพิ่งจะเริ่มตรวจสอบการใช้งานเทคโนโลยีที่เป็นไปได้

“ 
ได้แก่พวกเราสามารถเปลี่ยนแปลงภูมิภาคของความเป็นตัวนำยิ่งยวดได้โดยการปรับเปลี่ยนการบิดเบือนของอุปกรณ์โดยใช้ไมโครแอคติเอเตอร์” Moll กล่าว ความสามารถสำหรับเพื่อการแยกและก็เชื่อมต่อภูมิภาคตัวนำยิ่งยวดบนชิปสามารถสร้างสวิตช์ประเภทหนึ่งสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมในอนาคตได้เหมือนกันกับทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในลัษณะของการคำนวณในขณะนี้