Supravodivost je sama o sobě skvělá. Když elektřina čelí nulovému odporu, dovede leccos. Zároveň je ale supravodivost velmi zranitelná. Dlouho fungovala jen za extrémně nízkých teplot. Na tom mnoho vědeckých týmů pracuje a postupně se to zlepšuje. Ale není to všechno. Mnohé procesy, které běžné elektronice nevadí, jako například vnější magnetická pole, mohou narušit mechanismy supravodivosti.
Mezinárodní tým odborníků nedávno vytvořil exotický materiál, jehož supravodivost není magnetickým polem narušována, nýbrž ovládána. Použili topologický izolátor, tedy polovodičový materiál, který vede elektřinu na svém povrchu, ale nikoliv uvnitř. Do topologického izolátoru zabudovali atomy magnetické povahy, takže na výsledný materiál je možné působit magnetem.
Jde o 2D topologický izolátor ze rtuti manganu a telluru. Dochází v něm k indukci elektronů do exotického stavu, Fulde–Ferrell–Larkin–Ovchinnikovy (FFLO) fáze. Tento stav se objevuje v supravodičích pod vlivem silného magnetického pole. Výsledné zařízení funguje jako Josephsonův přechod (Josephson junction), v němž jsou dva supravodiče oddělené tenkou vrstvou izolantu.
Stav FFLO byl pozorován v supravodivých materiálech již dříve, jako fyzikální vlastnost, která je kolektivním vyjádřením chování atomů.
Tím, že se ho povedlo spojit s Josephsonovým přechodem, ho teď mohou fyzici detailně studovat a využít při konstrukci efektivnějších supravodivých systémů.
Jak říká Charles Gould z německé Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), který se podílel na výzkumu, s kolegy spojili výhody supravodiče s ovladatelností topologického izolátoru. Teď je možné velmi přesně ovládat vlastnosti supravodivého materiálu působením vnějšího magnetického pole. Zatím to je všechno jen základní výzkum, ale na obzoru již lze tušit zajímavé aplikace, včetně kvantových počítačů.
Video: The Map of Superconductivity
Literatura
Fyzici poprvé změřili dobu koherence grafenových qubitů
Autor: Stanislav Mihulka (03.01.2019)
Máme první supravodič v pokojové teplotě. Jen potřebuje extrémní tlak
Autor: Stanislav Mihulka (18.10.2020)
Převratná studie o materiálu supravodivém za běžných podmínek sklízí kritiku
Autor: Dagmar Gregorová (02.08.2023)
Diskuze:
