17 октября 2026 · Все новости
Учёные обнаружили, что выступы высотой всего в один атом могут точно направлять квантовые вихри в сверхпроводниках, облегчая их движение в заданном направлении более чем в 1000 раз. Это происходит благодаря тому, что при определённых условиях вихри Джозефсона двигаются вдоль выступов гораздо легче, чем поперёк них.
Сверхпроводники — это материалы, которые при охлаждении ниже критической температуры могут проводить электрический ток без сопротивления. Они обладают способностью передавать электричество без потерь, что делает их крайне перспективными для применения в различных областях, включая создание более эффективных электронных устройств и энергетических систем.
Вихри Джозефсона — это крошечные квантовые структуры, которые образуются там, где магнитные поля проникают в материал, создавая небольшие области, окружённые циркулирующими электрическими (сверхпроводящими) токами.
Исследователи из Центра наноархитектурных материалов (MANA), входящего в состав Японского национального института материаловедения (NIMS), обнаружили, что микроскопические выступы высотой всего в один атом могут действовать как микроскопические железнодорожные пути, направляя движение квантовых вихрей внутри ультратонкого сверхпроводника.
Эффект можно регулировать, изменяя температуру или магнитное поле. При индукции магнитного поля примерно от 0,10 до 0,20 Тл энергетический барьер, препятствующий движению вихрей вдоль ступенек, снижался практически до нуля, возникал режим однонаправленного движения без закрепления вихрей на дефектах материала.
Источник: 3DNews
