Ученые случайно обнаружили внутри алмазов скрытые области сверхпроводимости
Изображение: Университет штата Пенсильвания
Группа американских физиков, объединившая специалистов из Аргоннской национальной лаборатории, Университета штата Пенсильвания и Института молекулярной инженерии Притцкера, вплотную приблизилась к созданию высокоэффективных квантовых процессоров нового поколения. Ключом к успеху стало раскрытие природы сверхпроводимости в алмазах, легированных бором.
Алмаз ценится инженерами не только за непревзойденную твердость, но и за исключительную теплопроводность. Еще два десятилетия назад стало известно, что внедрение бора наделяет этот диэлектрик уникальным свойством — способностью проводить ток с нулевым сопротивлением. До последнего времени физический механизм этого процесса оставался предметом научных дискуссий.
В ходе экспериментов исследователи проанализировали структуру специально синтезированных алмазных пленок. Выяснилось, что внутри материала, кажущегося однородным, возникают локальные сверхпроводящие домены, названные учеными «лужами». При изменении внешних параметров эти зоны расширяются и объединяются, формируя единую связную сеть.
Выяснилось, что этот процесс поддается тонкой настройке: на конфигурацию и динамику таких доменов можно воздействовать с помощью изменения температуры, напряженности магнитного поля, плотности тока, концентрации примесей и геометрических параметров пленки. Такая управляемость позволяет кастомизировать материал под специфические нужды.
Фундаментальная значимость исследования заключается в возможности реализации систем «квант на кристалле». Использование алмаза позволяет отказаться от сложной интеграции разнородных материалов, объединяя полупроводниковые и сверхпроводящие компоненты в рамках одной кристаллической структуры.
По мнению авторов работы, этот подход станет фундаментом для разработки миниатюрных квантовых процессоров и сверхчувствительных сенсоров, которые можно будет без труда адаптировать для работы в связке с традиционной кремниевой микроэлектроникой.
Источник: iXBT
Сложная органика из глубин Солнечной системы: ученые нашли десятки тысяч молекул в метеоритах
Затяжная сертификация двигателей GE9X оставила авиакомпании без Boeing 777-9 спустя четыре года после первого полета
Процессор Core i7-12700K проработал три года без термопасты
Самый молодой гигант: экзопланета Elias 2-24 b побила рекорд формирования вопреки теориям
iFixit опубликовали 18 инструкций по ремонту и обслуживанию Steam Machine
Акции производителей ускорителей падали, а операторы дата-центров росли на фоне волатильности рынка
AMD предупредила партнеров о возможном росте цен на процессоры Ryzen на 10%
Samsung готовит масштабное обновление камер для Galaxy S27 Ultra