การควบคุมพื้นที่ตัวนำยิ่งยวดด้านในโลหะที่แปลกใหม่

ตัวนำยิ่งยวดได้ดึงดูดนักวิทยาศาสตร์มายาวนานหลายปีแล้วเนื่องด้วยมันมีความสามารถสำหรับในการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีในปัจจุบัน อุปกรณ์แปลงเป็นตัวนำยิ่งยวดแค่นั้นซึ่งแปลว่าอิเล็กตรอนสามารถเดินทางไปได้โดยไม่มีการต่อต้านที่อุณหภูมิต่ำมาก เดี๋ยวนี้ตัวนำยิ่งยวดแรงต้านทานศูนย์แบบสิทธิพิเศษเฉพาะบุคคลนี้พบบ่อยในเทคโนโลยีเยอะๆดังเช่นการถ่ายรูปด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) แต่เทคโนโลยีในอนาคตจะควบคุมการกระทำด้านอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดในตัวนำยิ่งยวดซึ่งเป็นคุณโภคทรัพย์ที่เรียกว่าเฟส ขณะนี้มีการชิงชัยเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกของโลกซึ่งจะใช้เฟสกลุ่มนี้เพื่อทำคำนวณ ตัวนำยิ่งยวดทั่วไปนั้นมีความแข็งแกร่งแล้วก็ยากที่จะมีผลต่อรวมทั้งความท้าทายเป็นการหาวัสดุใหม่ที่สามารถใช้งานตัวนำยิ่งยวดในเครื่องไม้เครื่องมือได้

ห้องปฏิบัติการอุปกรณ์ควอนตัมของ EPFL (QMAT) นำโดย Philip Moll ได้ปฏิบัติงานในกลุ่มสารตัวนำยิ่งยวดที่ไม่มีชื่อเสียงทั่วไปซึ่งรู้จักกันในชื่อวัสดุ fermion หนัก นักวิทยาศาสตร์ของ QMAT ซึ่งเป็นส่วนใดส่วนหนึ่งของความร่วมแรงร่วมใจระหว่างชาติในวงกว้างระหว่าง EPFL สถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์เคมีของของแข็งห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอสแล้วก็มหาวิทยาลัยคอร์เนล

CeIrIn5 
เป็นโลหะที่มีค่ายิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำมากเพียงแต่ 0.4 ° C เหนือศูนย์สัมบูรณ์ (ประมาณ -273 ° C) นักวิทยาศาสตร์ของ QMAT ร่วมกับ Katja C. Nowack จากมหาวิทยาลัย Cornell ได้บ่งบอกถึงแล้วว่าวัสดุนี้สามารถผลิตได้ด้วยเขตตัวนำยิ่งยวดซึ่งอยู่ติดกับรอบๆที่อยู่ในสภาพการณ์ธรรมดาของโลหะ ยังดีมากยิ่งกว่าพวกเขาสร้างแบบจำลองที่ช่วยให้นักค้นคว้าสามารถดีไซน์ต้นแบบการปฏิบัติการที่ซับซ้อนและก็โดยความเคลื่อนไหวอุณหภูมิเพื่อกระจัดกระจายพวกเขาด้านในวัสดุในกระบวนการควบคุมอย่างมาก งานศึกษาเรียนรู้และค้นคว้าและทำการวิจัยของพวกเขาเพิ่งเผยแพร่ในวิทยาศาสตร์

เพื่อให้ประสบความสำเร็จนี้นักวิทยาศาสตร์ได้หั่น CeIrIn5 ที่บางมากมายซึ่งมีความครึ้มเพียงแค่หนึ่งในพันมม.ซึ่งพวกเขาได้ร่วมกับสารขึ้นต้นไพลิน เมื่อระบายความร้อนด้วยอุปกรณ์จะหดตัวอย่างเป็นจริงเป็นจังในช่วงเวลาที่ไพลินหดตัวน้อยมาก การตอบสนองที่เกิดขึ้นนำมาซึ่งการก่อให้เกิดความเคร่งเครียดกับวัสดุเหมือนว่ามันถูกดึงไปทุกทิศทางโดยเหตุนี้จึงบิดเบือนภาระอะตอมในชิ้นเล็กน้อย เพราะว่าตัวนำยิ่งยวดใน CeIrIn5 มีความไวต่อการกำหนดค่าอะตอมของวัสดุได้อย่างไม่ดีเหมือนปกติวิศวกรรมรูปแบบการบิดเบือนก็เลยใช้เพื่อให้ได้รูปแบบที่สลับซับซ้อนยิ่งยวด วิธีการใหม่นี้ช่วยให้นักค้นคว้า ดึง” ตัวนำยิ่งยวดวงจรบนแถบผลึกคนเดียวขั้นตอนที่ปูทางสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมใหม่

การศึกษาค้นพบนี้ชี้ให้เห็นถึงก้าวสำคัญสำหรับเพื่อการควบคุมตัวนำยิ่งยวดในวัสดุ fermion หนัก แม้กระนั้นนั่นไม่ใช่ตอนสุดท้ายของเรื่อง ต่อจากแผนการนี้นักค้นคว้าหลังพึ่งเริ่มตรวจการใช้งานเทคโนโลยีที่เป็นได้

“ 
ได้แก่พวกเราสามารถเปลี่ยนภูมิภาคของความเป็นตัวนำยิ่งยวดได้โดยการดัดแปลงแก้ไขการบิดเบือนของวัสดุโดยใช้ไมโครแอคติเอเตอร์” Moll กล่าว ความสามารถสำหรับเพื่อการแยกรวมทั้งเชื่อมต่อภูมิภาคตัวนำยิ่งยวดบนชิปสามารถสร้างสวิตช์ชนิดหนึ่งสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมในอนาคตได้เหมือนกันกับทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในการคำนวณในปัจจุบัน