Сверхпроводимость-физическое явление, происходящее при низких температурах во многих материалов, которая проявляется исчезновение электрического сопротивления и изгнание магнитных полей из недр материала. Сверхпроводники уже используются для медицинской визуализации, быстрого цифровых схем или чувствительные магнитометры и большой потенциал для дальнейшего применения. Однако, проводимость большинства технологически важных сверхпроводников на самом деле не «супер». В этих так называемых сверхпроводников II Рода внешнее магнитное поле проникает в материал в виде квантованных линий магнитного потока. Эти волны известны как вихрей Абрикосова, названный в честь Алексея Абрикосова чьи предсказания принесли ему Нобелевскую премию по физике в 2003 году. Уже в умеренно сильных электрических токов, вихри начинают двигаться и сверхпроводник не может проводить ток без сопротивления.
В большинстве сверхпроводников, низкий-резистивное состояние ограничивается вихря скоростей порядка 1 км/с установкой практические ограничения использования сверхпроводников в различных приложениях. В то же время, таких скоростей не достаточно высоко, чтобы рассмотреть богатые физика универсальный для неравновесных коллективных систем. Теперь, международная команда ученых из Университета Вены, университет Гете, Франкфурт, институт микроструктур РАН им. В. Каразина Национальный университет Харьков, Б. Веркин Института физики низких температур и технических НАН был найден новый сверхпроводящий система, в которой магнитный поток квантов может двигаться со скоростями 10-15 км/с. Новый сверхпроводник обладает редким сочетанием свойств-высокой структурной однородностью, большим критического тока и быстрое расслабление нагретых электронов. Сочетание этих свойств гарантирует, что феномен поток-поток нестабильность, резкий переход сверхпроводника с низким резистивный в нормальное проводящее состояние — происходит на достаточно большие транспортные потоки.
«В последние годы появились экспериментальные и теоретические работы, указывая на замечательный вопрос; утверждалось, что Токовая вихри могут двигаться даже быстрее, чем сверхпроводящих носителей заряда.,» говорит Александр Добровольский, ведущий автор недавней публикации в Nature Communications и глава сверхпроводимости и лаборатории спинтроники в Венском университете. «Однако, эти исследования используются локально неоднородной структуры. Изначально мы работали с высоким качеством чистой фильмах, но позже выяснилось, что грязных сверхпроводников лучше кандидатных материалов для поддержки ультра-быстрой динамики вихрей. Хотя внутренняя пиннинга в этих не всегда так слабы, как в других аморфных сверхпроводников, быстрой релаксации нагретого электронов становится доминирующим фактором, позволяющим движения сверхбыстрых вихрь».
В своих исследованиях ученые сфабриковали НБ-сверхпроводник с помощью фокусированного ионного пучка индуцированного осаждения в группе проф. Михаэль Хут в университете имени Гете во Франкфурте-на-Майне, Германия. Примечательно, что в дополнение к ультра-быстрой скорости вихря на NB-C, то прямой записи технологии наноматериалов позволяет изготовить сложной формы нано-архитектуры и 3D fluxonic цепей со сложной взаимосвязи, которые могут найти применение в квантовой обработки информации.
Проблемы для исследования сверхбыстрой вихревой материи
«Для того, чтобы достичь максимальный ток, что сверхпроводник может везти, так называемые распаривание тока, требуется достаточно единообразно образцов в течение макроскопического масштаба длины, которая частично причитающиеся мелких дефектов в материале. Достижения распаривание тока является не только фундаментальной проблемой, но это также важно для приложений; микрометр-широкой сверхпроводящей ленты может быть включен в резистивное состояние одной ближней инфракрасной или оптической фотонной если полоса смещена в настоящее время близко к распаривание текущее значение, как было предсказано и подтверждено в недавних экспериментах. Такой подход открывает перспективы для создания больших площадей однофотонных детекторов, которые могут быть использованы, например, конфокальная микроскопия, в свободном пространстве квантовой криптографии, дальней космической оптической связи», — говорит Денис водолазов, старший научный сотрудник Института микроструктур РАН, Россия.
Ученые успешно исследовали, как быстро вихри могут двигаться в грязных НБ-с сверхпроводящих лент, имеющих критического тока в нулевом магнитном поле близко к распаривание тока. Их результаты показывают, что поток нестабильности потока начинается у края, где вихри введите образец из-за локально повышенной плотности тока. Это дает представление о применимости широко используемых моделей поток нестабильности потока и предлагаю НБ-C, чтобы быть хорошим материалом кандидата для быстрого однофотонных детекторов.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!