2D-сверхпроводники стали на ступеньку ближе к применению в электронике

Четыре года назад сюрпризом для физиков стало открытие, что металлические пленки, адсорбированные на так называемых реконструкциях поверхности кремниевых кристаллов, могут функционировать как сверхпроводники. До этого считалось, что квантовые флуктуации должны разрушать сверхпроводимость в таких 2D-структурах.

Популярной темой многих исследований стало определение степени устойчивости обнаруженного эффекта к дефектам поверхности, которые не оказывают заметного влияния на обычные объемные сверхпроводники.

Такахаши Учихаши (Takashi Uchihashi) вместе с коллегами из Национального института материаловедения в Цукуба (Япония) использовал сканирующий туннельный микроскоп для измерения свойств пленок индия на перестроенных поверхностях кремния. Главным предметом исследования было формирование сверхпроводящих вихрей — кольцевых токов, возникающих в некоторых сверхпроводниках во внешнем магнитном поле.

Большинство наблюдавшихся ими вихрей в пленке представляли собой окружности с обычным (не сверхпроводящим) центром. Однако вихри, попадавшие на атомную ступеньку (линия изменения толщины пленки на один атом), имели эллиптическую форму и их внутренняя часть также сохраняла сверхпроводимость.

Компьютерное моделирование показало, что эти характерные особенности вихрей обусловлены тем, что атомные ступеньки действуют как переход Джозефсона (структура из двух сверхпроводников, разделенных барьером) между разными «террасами» металлической пленки.

Данный результат, от котором сообщается во вчерашнем номере Physical Review Letters, стал первым экспериментальным свидетельством влияния атомных ступенек на сверхпроводящие токи. По мнению авторов, он может найти практическое применение при создании функциональных элементов для будущих сверхпроводящих устройств 2D-электроники.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI