1712239338
2024-04-04 13:43:02
この記事は Science X に従ってレビューされています。 編集プロセス
そして ポリシー。
編集者 は、コンテンツの信頼性を確保しながら、次の属性を強調しました。
事実確認済み
査読済みの出版物
信頼できる情報源
校正する
わかりました！ デバイスのレイアウトと Re(Ψ(r)) の空間変調の概略図。 a, 赤で示された量子井戸を備えたサイドコンタクト型 JJ の概略図。 b、調査されたJJの1人のノマルスキー顕微鏡画像。 c、ゼロ磁場、0 接合、および π 接合の場合の、ゼーマン エネルギーの増加を伴う Re(Ψ(r)) の概略図。 濃い青の色調はより正の値を示し、濃い赤はより負の値を示し、白はゼロクロッシングを示します。 クレジット: Nature Physics (2024)。 DOI: 10.1038/s41567-024-02477-1
×閉じる
デバイスのレイアウトと Re(Ψ(r)) の空間変調の概略図。 a, 赤で示された量子井戸を備えたサイドコンタクト型 JJ の概略図。 b、調査されたJJの1人のノマルスキー顕微鏡画像。 c、ゼロ磁場、0 接合、および π 接合におけるゼーマン エネルギーの増加を伴う Re(Ψ(r)) の概略図。 濃い青の色調はより正の値を示し、濃い赤はより負の値を示し、白はゼロクロッシングを示します。 クレジット: Nature Physics (2024)。 DOI: 10.1038/s41567-024-02477-1
ヴュルツブルク大学の研究者を含む国際チームが、特殊な超電導状態を作り出すことに成功した。 この発見は量子コンピューターの開発を前進させる可能性がある。 結果 Nature Physics に掲載されています。
超伝導体は、電気を通すことができる物質です。 電気抵抗これにより、MRI 装置、磁気浮上列車、さらには粒子加速器の電子部品の理想的なベース材料となります。 しかし、 従来の超電導体 磁気の影響を受けやすい。 国際的な研究者グループが、磁気によって強化され、その機能を特異的に制御できる安定した近接超電導体からなるハイブリッドデバイスの構築に成功した。
彼らは超伝導体と呼ばれる特殊な半導体材料を組み合わせました。 トポロジカル絶縁体。 「トポロジカル絶縁体は、表面では電気を通すが内部では通さない材料です。これは、その独特のトポロジカル構造、つまり電子の特別な配置によるものです」と、同大学トポロジカル絶縁体研究所の物理学者、チャールズ・グールド教授は説明する。ヴュルツブルク (JMU) の。 「興味深いのは、トポロジカル絶縁体に磁性原子を装備して、磁石で制御できることです。」
超伝導体とトポロジカル絶縁体は結合して、いわゆるジョセフソン接合、つまり非超伝導材料の薄層によって分離された 2 つの超伝導体間の接続を形成しました。 「これにより、超伝導と半導体の特性を組み合わせることができました」とグールド氏は言う。
「そこで、私たちは超伝導体の利点とトポロジカル絶縁体の制御性を組み合わせました。 外部磁場、超伝導特性を正確に制御できるようになりました。 これはまさに画期的な進歩です 量子物理学。」
ミリケルビン (-273 °C) での測定用のサンプルホルダー。 クレジット: マンダル/JMU
×閉じる
ミリケルビン (-273 °C) での測定用のサンプルホルダー。 クレジット: マンダル/JMU
超伝導と磁性の出会い
特別な組み合わせにより、エキゾチックな状態が作成されます。 超電導 そして 磁気 通常、これらは相反する現象であり、共存することはほとんどありません。 これは、近接誘起フルデ・フェレル・ラーキン・オフチニコフ (p-FFLO) 状態として知られています。
新しい「制御機能を持った超電導体」は量子コンピューターの開発など実用化に重要となる可能性がある。 従来のコンピューターとは異なり、量子コンピューターはビットではなく量子ビット (量子ビット) に基づいており、同時に 2 つだけでなく複数の状態を取ることができます。
「問題は、量子ビットが電場や磁場などの外部影響に非常に敏感であるため、現在非常に不安定であるということです」とグールド氏は言う。 「私たちの発見は量子ビットの安定化に役立ち、将来量子コンピューターで使用できるようになる可能性があります。」
詳しくは：
Pankaj Mandal et al、希薄磁気トポロジカル絶縁体ベースのジョセフソン接合における磁気的に調整可能な超電流、Nature Physics (2024)。 DOI: 10.1038/s41567-024-02477-1
雑誌情報:
自然物理学
#研究者は磁気によって強化された安定した超伝導体を作成します