Se sabe que la superconductividad se destruye fácilmente con campos magnéticos fuertes. NIMS, la Universidad de Osaka y la Universidad de Hokkaido han descubierto conjuntamente que un superconductor con un grosor de escala atómica puede retener su superconductividad incluso cuando se le aplica un fuerte campo magnético. El equipo hatambién identificó un nuevo mecanismo detrás de este fenómeno. Estos resultados pueden facilitar el desarrollo de materiales superconductores resistentes a campos magnéticos y superconductores topológicos compuestos de materiales superconductores y magnéticos.
La superconductividad se ha utilizado en diversas tecnologías, como la resonancia magnética MRI y los sensores magnéticos de alta sensibilidad. Los superconductores topológicos, un tipo especial de superconductor, han atraído gran atención en los últimos años. Son capaces de retener información cuántica paradurante mucho tiempo y se puede usar en combinación con materiales magnéticos para formar qubits que pueden permitir que las computadoras cuánticas realicen cálculos muy complejos. Sin embargo, la superconductividad se destruye fácilmente por campos magnéticos fuertes o materiales magnéticos en las proximidades.material superconductor topológico resistente a campos magnéticos.
El equipo de investigación fabricó recientemente películas cristalinas de indio, un material superconductor común, con un espesor de escala atómica. Luego, el equipo descubrió un nuevo mecanismo que evita que la superconductividad de estas películas sea destruida por un campo magnético fuerte. Cuando un campo magnéticose aplica a un material superconductor, el campo magnético interactúa con los espines de los electrones. Hace que la energía electrónica del material cambie y destruya su superconductividad. Sin embargo, cuando un material superconductor se adelgaza a una capa atómica bidimensional, el espín y elEl impulso de los electrones en la capa está acoplado, lo que hace que los espines de los electrones giren con frecuencia. Esto compensa el efecto de los cambios en la energía electrónica inducidos por el campo magnético y, por lo tanto, preserva la superconductividad. Este mecanismo puede mejorar el campo magnético crítico - el máximofuerza del campo magnético por encima de la cual desaparece la superconductividad, hasta 16-20 Tesla, que es aproximadamente el triplee el valor teórico generalmente aceptado.Se espera que tenga una amplia gama de aplicaciones, ya que se observó para un material superconductor ordinario y no requiere estructuras cristalinas especiales ni correlaciones electrónicas fuertes.
Basándonos en estos resultados, planeamos desarrollar películas delgadas superconductoras capaces de resistir campos magnéticos aún más fuertes. También pretendemos crear un dispositivo híbrido compuesto de materiales superconductores y magnéticos que se necesitan para el desarrollo de superconductores topológicos: un componente vital encomputadoras cuánticas de próxima generación.
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia de Materiales, Japón . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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