การควบคุมพื้นที่ตัวนำยิ่งยวดด้านในโลหะที่แปลกใหม่

ตัวนำยิ่งยวดได้ยั่วยวนใจนักวิทยาศาสตร์มายาวนานหลายปีแล้วเนื่องด้วยมันมีศักยภาพสำหรับในการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีในขณะนี้ วัสดุแปลงเป็นตัวนำยิ่งยวดแค่นั้นซึ่งมีความหมายว่าอิเล็กตรอนสามารถเดินทางไปได้โดยไม่มีการต้านทานที่อุณหภูมิต่ำมาก ขณะนี้ตัวนำยิ่งยวดความต้านทานศูนย์แบบเอกสิทธิ์เฉพาะตัวนี้พบได้ทั่วไปในเทคโนโลยีมากไม่น้อยเลยทีเดียวดังเช่นว่าการถ่ายรูปด้วยคลื่นสนามไฟฟ้า (MRI) แม้กระนั้นเทคโนโลยีในอนาคตจะควบคุมพฤติกรรมด้านอิเล็กทรอนิกส์ทั้งผองในตัวนำยิ่งยวดซึ่งเป็นคุณทรัพย์สินที่เรียกว่าเฟส ปัจจุบันนี้มีการแข่งเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกของโลกซึ่งจะใช้เฟสเหล่านี้เพื่อทำคำนวณ ตัวนำยิ่งยวดทั่วไปนั้นมีความแข็งแกร่งแล้วก็ยากที่จะมีผลกระทบต่อรวมทั้งความท้าทายเป็นการหาวัสดุใหม่ที่สามารถใช้งานตัวนำยิ่งยวดในวัสดุอุปกรณ์ได้

ห้องปฏิบัติการสิ่งของควอนตัมของ EPFL (QMAT) นำโดย Philip Moll ได้ปฏิบัติงานในกลุ่มสารตัวนำยิ่งยวดที่ไม่มีชื่อเสียงทั่วๆไปซึ่งรู้จักกันในชื่ออุปกรณ์ fermion หนัก นักวิทยาศาสตร์ของ QMAT ซึ่งเป็นส่วนใดส่วนหนึ่งของความร่วมแรงร่วมมือระหว่างชาติในวงกว้างระหว่าง EPFL สถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์เคมีของของแข็งห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอสและก็มหาวิทยาลัยคอร์เนล

CeIrIn5 
เป็นโลหะที่มีค่ายิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำมากมายเพียงแต่ 0.4 ° C เหนือศูนย์สัมบูรณ์ (ราวๆ -273 ° C) นักวิทยาศาสตร์ของ QMAT ร่วมกับ Katja C. Nowack จากมหาวิทยาลัย Cornell ได้บอกให้เห็นแล้วว่าวัสดุนี้สามารถผลิตได้ด้วยเขตตัวนำยิ่งยวดซึ่งอยู่ติดกับรอบๆที่อยู่ในสภาวะธรรมดาของโลหะ ยังดีกว่าพวกเขาสร้างแบบจำลองที่ช่วยให้นักวิจัยสามารถดีไซน์แบบอย่างการดำเนินงานที่สลับซับซ้อนและก็โดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพื่อกระจายพวกเขาด้านในสิ่งของในกรรมวิธีควบคุมเป็นอย่างมาก งานศึกษาทำการค้นคว้าและวิจัยของพวกเขาเพิ่งเผยแพร่ในวิทยาศาสตร์

เพื่อบรรลุความสำเร็จนี้นักวิทยาศาสตร์ได้หั่น CeIrIn5 ที่บางมากซึ่งมีความดกเพียงแค่หนึ่งในพันมิลลิเมตรซึ่งพวกเขาได้เข้าร่วมกับสารเริ่มไพลิน เมื่อระบายความร้อนด้วยอุปกรณ์จะหดตัวอย่างเป็นจริงเป็นจังในระหว่างที่ไพลินหดตัวน้อยมาก การตอบสนองที่เกิดขึ้นนำไปสู่ความเครียดกับสิ่งของเหมือนว่ามันถูกดึงไปทั่วทิศดังนั้นจึงบิดเบือนพันธะอะตอมในชิ้นเล็กน้อย เพราะว่าตัวนำยิ่งยวดใน CeIrIn5 มีความไวต่อการกำหนดค่าอะตอมของอุปกรณ์ได้อย่างแตกต่างจากปกติวิศวกรรมแบบอย่างการบิดเบือนก็เลยใช้เพื่อให้ได้รูปแบบที่สลับซับซ้อนยิ่งยวด ขั้นตอนการใหม่นี้ช่วยให้นักค้นคว้า ดึง” ตัวนำยิ่งยวดวงจรบนแถบผลึกผู้เดียวขั้นตอนที่ปูทางสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมใหม่

การศึกษาค้นพบนี้บ่งบอกถึงถึงก้าวสำคัญสำหรับในการกักคุมนำยิ่งยวดในอุปกรณ์ fermion หนัก แม้กระนั้นนั่นไม่ใช่จุดสิ้นสุดของเรื่อง ต่อจากโครงงานนี้นักวิจัยข้างหลังเพิ่งเริ่มสำรวจการใช้งานเทคโนโลยีที่เป็นได้

“ 
เป็นต้นว่าเราสามารถเปลี่ยนภูมิภาคของความเป็นตัวนำยิ่งยวดได้โดยการปรับปรุงแก้ไขดัดแปลงการบิดเบือนของสิ่งของโดยใช้ไมโครแอคติเอเตอร์” Moll กล่าว ความสามารถสำหรับในการแยกและเชื่อมต่อภูมิภาคตัวนำยิ่งยวดบนชิปสามารถสร้างสวิตช์ประเภทหนึ่งสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมในอนาคตได้เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์ที่ใช้เพื่อสำหรับการคำนวณในตอนนี้