Facebook Instagram Twitter RSS Feed PodBean Back to top on side

Aktuality

Význam supravodivých diód pre aplikácie. Asymetrické SQUID zariadenie. Adaptované z článku:  S. Reinhardt et al, Nature Communications 15 (1), 4413, (2024)

Význam supravodivých diód pre aplikácie

13. 1. 2025 | videné 294-krát

Medzinárodný tím vedcov, medzi nimi aj Denis Kochan z Fyzikálneho ústavu SAV, v. v. i., publikoval v prestížnom časopise Nature Communications článok, v ktorom sa zaoberali kvantovou manipuláciou dvojice tzv. Josephsonových spojov vykazujúcich diódový jav. Supravodivé diódy sú potenciálne prielomovou technológiou pre klasické a kvantové výpočty (supravodivé q-bity), magnetometriu (SQUIDs), ako aj pre vysokorýchlostnú elektroniku, ktoré si vyžadujú integráciu kryogénnych procesorov na spracovanie a konverziu RF a AC signálov, napr. v astronomických jednofotónových detektoroch (napr. Mid-Infrared Instrument v teleskope Jamesa Webba), v optoelektronických neurónových sietiach, či v dektoroch a urýchľovačoch ktoré skúmajú zákonitosti fyziky vysokých energií.

Vedci teoreticky a experimentálne študovali, ako sa pomocou tzv. gate-controllingu dajú meniť spin-orbitálne vlastnosti jedného Josephsonového spoja, a takto priamo ovplyvňovať správanie sa celkového superprúdu v supravodivom kvantovo-interferenčnom obvode (po anglicky SQUID, superconducting quantum interference device). „V rámci experimentu sme zistili, že existuje kauzálna súvislosť medzi dvoma efektami; efektom supravodivej diódy — t. j. ako veľkosť superprúdu závisí od smeru, ktorým tečie, a anomálnym Josephsonovým javom,  ktorý popisuje závislosť medzi prúdom a fázovym rozdielom,“ popisuje D. Kochan, „Zistili sme, že veľkosť superprúdu v závislosti od smeru, ktorým tečie, nezávisí iba od fázového rozdielu medzi dvoma supravodičmi, ale aj od istého anomálneho príspevku, ktorého veľkosť spätne definuje účinnosť supravodivej diódy.

Autori zistili a vysvetlili, že gate-controling priamo ovplyvňuje veľkosť spin-orbitálnej väzby, ktorá následne ovplyvňuje to, ako sa páruju spiny a hybnosti elektrónov v Cooperových pároch. To ma za následok generovanie anomálneho fázového rozdielu, t. j. anomálny Josephsonov jav, ako aj rôzne veľkosti superprúdu v jednom a druhom smere, t. j. diódovy efekt. Výsledky naznačujú, že supravodivé diódy integrované v supravodivých AC-to-DC konektoroch môžu mať významné aplikácie v kvantových technológiách, komunikácii, nanoelektronike, fotodetekcii, optoelektronike či fyzike vysokých energií atď.

 

Zdroj a kontakt: Denis Kochan, Fyzikálny ústav SAV, v. v. i., denis.kochan@savba

Súvisiace články