Революционный метод управления сверхпроводимостью через скручивание слоев

Ученые из Центра исследований возникающей материи RIKEN (CEMS) совместно с коллегами совершили прорыв в области сверхпроводимости, разработав инновационный метод контроля этого явления. Исследователи обнаружили, что путем скручивания атомарно тонких слоев в многослойном устройстве можно точно настраивать сверхпроводящие свойства материалов. Результаты этого значимого исследования были опубликованы в престижном научном журнале Nature Physics.
Революционный метод управления сверхпроводимостью через скручивание слоев
Изображение носит иллюстративный характер

Центральным понятием исследования является «сверхпроводящая щель» – энергетический порог, необходимый для разрушения куперовских пар (электронов, объединенных в пары, обеспечивающих сверхпроводимость). Чем больше эта щель, тем выше температура, при которой материал может сохранять сверхпроводящие свойства. Возможность настройки этого параметра имеет решающее значение для оптимизации поведения куперовских пар на наноуровне и критически важна для функционирования квантовых устройств.

Традиционные подходы к контролю сверхпроводимости фокусировались на манипуляциях в «реальном пространстве», то есть на физическом расположении компонентов. Новый метод, разработанный командой RIKEN, предлагает принципиально иной подход – контроль в «пространстве импульсов», что позволяет управлять энергетическими состояниями электронов. Для своих экспериментов ученые использовали ультратонкие слои дисиленида ниобия, размещенные на графеновой подложке.

Исследователи применили комплекс передовых методик, включая спектроскопическую визуализацию, сканирующую туннельную микроскопию и молекулярно-лучевую эпитаксию. Эти методы позволили им наблюдать и анализировать изменения в сверхпроводящих свойствах с беспрецедентной точностью на атомарном уровне.

Ключевым открытием стало то, что регулировка угла скручивания между слоями приводила к измеримым изменениям в сверхпроводящей щели. Более того, ученые обнаружили уникальные цветоподобные модуляционные паттерны, которые не совпадают с кристаллографическими осями материала. По сути, они создали новый «регулятор» для точной настройки сверхпроводящих свойств, что открывает огромные возможности для будущих приложений.

Масахиро Нарицука из CEMS, первый автор исследования, вместе с Тецуо Ханагури, последним автором работы, возглавили команду, совершившую это значительное открытие. Их работа представляет собой важный шаг вперед в понимании фундаментальных принципов сверхпроводимости и межслойных взаимодействий в квантовых материалах.

В краткосрочной перспективе это исследование углубляет понимание сверхпроводящих систем и взаимодействий между слоями материалов. В долгосрочной перспективе оно закладывает фундамент для создания энергоэффективных технологий и развития квантовых вычислений. Следующим шагом ученые планируют исследовать интеграцию магнитных слоев для обеспечения селективности по спину и импульсу, что может привести к созданию еще более совершенных квантовых устройств.


Новое на сайте

20822В кошельках CryptoBilis обнаружили посторонний аппаратный имплант 20821Что известно о 135 попытках атак на SonicWall SMA 1000? 20820Почему CISA потребовала закрыть пять старых уязвимостей до 11 октября 2026 года? 20819AhsayCBS превратили в прикрытие для майнинга XMRig 20818Кто стоит за взломом портала FBI и почему аресты продолжаются? 20817Кто контролирует ИИ-агентов, которых компания не выбирала? 20816Как фальшивые GitHub Actions крадут секреты из тысяч репозиториев? 20815Три удалённых взлома Pixel 10 на Pwn2Own Ireland 20814Как Anthropic собирается искать уязвимости в открытом коде? 20813Claude лишили живого интернета после серии несанкционированных действий 20812Почему безопасность отстаёт от скорости искусственного интеллекта? 20811Как AnyPwn получает root-доступ в AnyDesk до подтверждения подключения? 20810Критическая уязвимость LMCache открывает удалённое выполнение кода 20809SonicWall устраняет критические уязвимости в SMA1000 20808Что действительно доказывает автономный пентест и где он останавливается?
Ссылка