การควบคุมพื้นที่ตัวนำยิ่งยวดภายในโลหะที่แปลกใหม่

ตัวนำยิ่งยวดได้ล่อใจนักวิทยาศาสตร์มานับเป็นเวลาหลายปีแล้วเหตุเพราะมันมีประสิทธิภาพในการปฏิวัติเทคโนโลยีในขณะนี้ วัสดุแปลงเป็นตัวนำยิ่งยวดเท่านั้นซึ่งแสดงว่าอิเล็กตรอนสามารถเดินทางไปได้โดยไม่มีการต่อต้านที่อุณหภูมิต่ำมากมาย ทุกวันนี้ตัวนำยิ่งยวดความต้านทานศูนย์แบบเอกสิทธิ์เฉพาะตัวนี้พบได้บ่อยในเทคโนโลยีจำนวนหลายชิ้นเช่นการถ่ายรูปด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) อย่างไรก็ดีเทคโนโลยีในอนาคตจะควบคุมการกระทำทางไฟฟ้าทั้งผองในตัวนำยิ่งยวดซึ่งเป็นคุณโภคทรัพย์ที่เรียกว่าเฟส ช่วงนี้มีการชิงชัยเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมเครื่องแรกของโลกซึ่งจะใช้เฟสกลุ่มนี้เพื่อกระทำคำนวณ ตัวนำยิ่งยวดทั่วไปนั้นมีความแข็งแกร่งและยากที่จะมีผลต่อและความท้าคือการหาวัสดุใหม่ที่สามารถใช้งานตัวนำยิ่งยวดในเครื่องใช้ไม้สอยได้

ห้องปฏิบัติการวัสดุควอนตัมของ EPFL (QMAT) นำโดย Philip Moll ได้ดำเนินงานในกรุ๊ปสารตัวนำยิ่งยวดที่ไม่มีชื่อเสียงทั่วๆไปซึ่งรู้จักกันในชื่อวัสดุ fermion หนัก นักวิทยาศาสตร์ของ QMAT ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความร่วมแรงร่วมใจระหว่างประเทศในวงกว้างระหว่าง EPFL สถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์เคมีของของแข็งห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอสและมหาวิทยาลัยคอร์เนล

CeIrIn5 
เป็นโลหะที่มีค่ายิ่งยวดที่อุณหภูมิต่ำมากเพียงแต่ 0.4 ° C เหนือศูนย์สัมบูรณ์ (โดยประมาณ -273 ° C) นักวิทยาศาสตร์ของ QMAT ร่วมกับ Katja C. Nowack จากมหาวิทยาลัย Cornell ได้บอกให้เห็นแล้วว่าวัสดุนี้สามารถผลิตได้ด้วยเขตตัวนำยิ่งยวดซึ่งอยู่ติดกับบริเวณที่อยู่ในสภาพการณ์ปกติของโลหะ ยังดีมากยิ่งกว่าพวกเขาสร้างแบบจำลองที่ช่วยให้นักค้นคว้าสามารถดีไซน์รูปแบบการจัดการที่ซับซ้อนและก็โดยความเคลื่อนไหวอุณหภูมิเพื่อกระจายพวกเขาข้างในวัสดุในขั้นตอนการควบคุมอย่างมาก การวิจัยของพวกเขาพึ่งเผยแพร่ในวิทยาศาสตร์

เพื่อให้บรรลุความสำเร็จนี้นักวิทยาศาสตร์ได้หั่น CeIrIn5 ที่บางมากมายซึ่งมีความดกเพียงหนึ่งในพันมิลลิเมตรซึ่งพวกเขาได้ร่วมกับสารเริ่มต้นไพลิน เมื่อระบายความร้อนด้วยวัสดุจะหดตัวอย่างเป็นจริงเป็นจังในเวลาที่ไพลินหดตัวน้อยมาก การโต้ตอบที่เกิดขึ้นทำให้เกิดความเครียดกับอุปกรณ์อย่างกับว่ามันถูกดึงไปรอบทิศดังนั้นก็เลยบิดเบือนภาระอะตอมในชิ้นบางส่วน เนื่องด้วยตัวนำยิ่งยวดใน CeIrIn5 มีความไวต่อการกำหนดค่าอะตอมของสิ่งของได้อย่างเปลี่ยนไปจากปกติวิศวกรรมต้นแบบการบิดเบือนก็เลยใช้เพื่อได้รูปแบบที่สลับซับซ้อนยิ่งยวด ขั้นตอนการใหม่นี้ช่วยให้นักวิจัย ดึง” ตัวนำยิ่งยวดวงจรบนแถบผลึกลำพังขั้นตอนที่ปูทางสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมใหม่

การค้นพบนี้แสดงให้เห็นถึงก้าวสำคัญในการคุมตัวนำยิ่งยวดในอุปกรณ์ fermion หนัก แต่นั่นไม่ใช่ตอนสุดท้ายของเรื่อง ต่อจากแผนการนี้นักวิจัยข้างหลังพึ่งจะเริ่มตรวจสอบการใช้งานเทคโนโลยีที่เป็นได้

“ 
เป็นต้นว่าเราสามารถเปลี่ยนแปลงภูมิภาคของความเป็นตัวนำยิ่งยวดได้โดยการดัดแปลงแก้ไขการบิดเบือนของวัสดุโดยใช้ไมโครแอคติเอเตอร์” Moll กล่าว ความรู้ความเข้าใจสำหรับการแยกรวมทั้งเชื่อมต่อภูมิภาคตัวนำยิ่งยวดบนชิปสามารถสร้างสวิตช์ประเภทหนึ่งสำหรับเทคโนโลยีควอนตัมในอนาคตได้เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์ที่ใช้เพื่อสำหรับในการคำนวณในขณะนี้