亚搏亚搏

欢迎光临
我们一直在努力

发现新的超导体系,磁通量子速度能否到达每秒15公里?

科学家发现了一种新的超导体系,在该体系中,磁通量子能够以10到15公里/秒的速度移动。这为研讨非平衡团体体系的丰厚物理供给了途径,并使直接写Nb-C超导体成为单光子探测器的候选资料,其研讨结果宣布在《天然通讯》期刊上。超导是许多资料在低温下产生的一种物理现象,它经过电阻消失和磁场从资料内部排出而表现出来。

超导体现已被用于医学成像、快速数字电路或活络磁力计,并具有巨大的进一步运用潜力。但是,大多数具有重要技能价值超导体的电导率实际上并不是100%的。在这些所谓的第二类超导体中,外部磁场以磁通量线的方式穿透资料。这些通量线被称为阿布里科索夫涡,以物理学家阿列克谢·阿布里科索夫的猜测命名,并因其获得了2003年的诺贝尔物理学奖。

在中等强度的电流下,涡旋开端移动,超导体在没有电阻的情况下不能再带着电流。在大多数超导体中,低阻状况遭到1 km/s数量级的涡旋速度限制,这决议了超导体在各种运用中的实际运用极限。一起,这样的速度还不足以解决非平衡团体体系的丰厚物理问题。现在,来自维也纳大学、法兰克福歌德大学、RAS微观结构研讨所等的科学家团队发现了一种新超导体系。

超导磁通量子的移动速度

在该新超导体系中,磁通量子能够以10到15 km/s的速度移动,这种新超导体表现出稀有的功能组合-高结构均匀性、大临界电流和受热电子的快速弛豫。这些特性的结合,保证了在足够大的传输电流下产生磁通超导体从低阻状况到正常导电状况的忽然改变。研讨的首要作者、维也纳大学超导与自旋电子学试验室主任奥列克桑德尔·多布罗沃尔斯基标明:

近年来,呈现了指向一个值得注意问题的试验和理论作品。有研讨以为,电流驱动的涡旋移动速度,或许比超导载流子的移动速度还要快。但是,这些研讨运用的是部分不均匀结构,虽然这些资猜中的本征钉扎不一定像其他非晶态超导体那样弱,但加热电子的快速弛豫,成为能让超快涡旋运动的首要因素。在研讨中,研讨人员在美因河畔法兰克福歌德大学经过聚集离子束诱导堆积制作了一种Nb-C超导体。

超快涡旋物质研讨面对的应战

值得注意的是,除了Nb-C超导体的超快涡旋速度外,直写纳米制作技能还能够制作杂乱形状的纳米结构和具有杂乱互连联系的三维磁通电路,这或许会在量子信息处理中得到运用。为了到达超导体能够带着的最大电流,即所谓的去配对电流,需要在微观长度范围内是适当均匀的,这部分归因于资猜中的小缺点。到达去对电流不仅是一个基本问题,并且对运用也很重要;正如试验猜测和证明的那样:

假如一条微米宽的超导带遭到挨近去对电流值的电流偏置,那么该条就能够经过单个近红外或光学光子转换到电阻状况。RAS微结构研讨所高档研讨员Denis Vodolazov说:这种办法为制作可用于共焦显微镜、自由空间量子密码学、深空光通信等范畴的大面积单光子探测器拓荒了远景。研讨人员成功地研讨了堆积Nb-C超导带材中涡旋的移动速度,这些超导带材的临界电流挨近去配对电流,磁场为零。

研讨标明,因为部分增强的电流密度,磁通活动不稳定性开端于涡旋进入超导体的边际邻近。这为广泛运用通量流不稳定模型的适用性供给了洞悉,并标明Nb-C超导体是一种很好的快单光子探测器的候选资料。

赞( 303 )
未经允许不得转载: 亚搏 » 发现新的超导体系,磁通量子速度能否到达每秒15公里?