Релси за вихри в свръхпроводници: атомни стъпала насочват магнитни вихри
Изследователи в Япония показват: стъпала с височина само един атом в ултратънък свръхпроводник водят магнитните вихри като релси – по стъпалата те се движат над 1000 пъти по-лесно.
Архивна снимка · Снимка: Syced / Wikimedia Commons, CC0 (изрязана и мащабирана)
Екип около Такаши Учихаши от изследователския център MANA на японския Национален институт за материалознание (NIMS) е изследвал ултратънък свръхпроводник, чиято повърхност има равномерно разположени стъпала с височина само един атом. Резултатите са публикувани в научното списание Physical Review B (том 114, брой 5; DOI 10.1103/b2j3-xj19), а ScienceDaily съобщи за тях на 16 октомври.
Магнитните полета проникват в свръхпроводниците под формата на миниатюрни вихри; когато се движат, те могат да създават електрически съпротивление. В изследвания материал вихрите – в случая т.нар. вихри на Джозефсън – са се подредили по стъпалата, както показват изображения със сканиращ тунелен микроскоп. При средни магнитни полета те са се движели по стъпалата над 1000 пъти по-лесно, отколкото напречно на тях; между около 0,10 и 0,20 тесла са протичали, без да се закачат за дефекти в материала. При най-ниските температури движението е било определяно от квантово тунелиране.
Според Учихаши ефектът на насочване може лесно да се настройва чрез температурата или магнитното поле. В дългосрочен план това би могло да направи свръхпроводящата електроника по-икономична и да позволи целенасочено управление на движението на вихри и топлина в компонентите. Според съобщението обаче до практически приложения е нужно още развитие.