Sciencemag.cz
Doporučujeme
Výzkum hydridů již umožňuje supravodiče fungující za téměř pokojové teploty, pro změnu ale vyžadují obří tlak. Jak tento požadavek omezit a ideálně se dostat k materiálu supravodivému za běžných podmínek?
Výzkum, který vedl Xiaojia Chen z Houstonské univerzity, se soustředil na hydridy prvků vzácných zemin (skandium, yttrium a lanthanoidy). Průlomovým objevem má být zkoumání „slitin hydridů“, tedy látek obsahujících vedle vodíku dva další kovy. Konkrétně vědci pracovali s hydridy yttria a ceru (Y0,5Ce0,5H9) a lanthanu a ceru (La0,5Ce0,5H10). Ukázalo se, že klíčové je použití ceru.
Hydridy lanthanu a ceru a hydridy yttria a ceru jsou supravodivé za méně extrémních podmínek (za nižšího tlaku, ale při zachování relativně vyšší přechodové teploty), než bylo dosaženo dříve. „Naše zjištění jsme podrobili vícenásobným měřením elektrického transportu, synchrotronové rentgenové difrakci, Ramanovu rozptylu a teoretickým výpočtům. Testy potvrdily, že naše výsledky zůstávají konzistentní,“ uvádí K. Chen.
Liu-Cheng Chen et al, Synthesis and superconductivity in yttrium-cerium hydrides at high pressures, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-46133-x
Ge Huang et al, Synthesis of superconducting phase of La0.5Ce0.5H10 at high pressures, Journal of Physics: Condensed Matter (2023). DOI: 10.1088/1361-648X/ad0915
Zdroj: University of Houston / Phys.org
Supravodič zesílený magnetismem
Mezinárodnímu týmu vědců z univerzity ve Würzburgu se podařilo vytvořit zvláštní stav supravodivosti. Uvádějí, že jejich objev by mohl urychlit vývoj kvantových počítačů. Fungování běžných supravodičů vnější magnetické pole narušuje, přitom se používají např. při magnetické rezonanci nebo magnetické levitaci. Nové hybridní zařízení se naopak vyznačuje tím, že magnetické pole supravodivost zesiluje a celý systém lze přesně řídit.
Supravodič vědci zkombinovali se speciálním polovodičovým materiálem, topologickým izolátorem, který vede elektrický proud pouze po svém povrchu. Do topologických izolátorů lze přitom vnést atomy vyznačující se ferromagnetismem.
Supravodiče a topologické izolátory byly propojeny do tzv. Josephsonova přechodu, což je spojení dvou supravodičů oddělených tenkou vrstvou nesupravodivého materiálu. „Spojili jsme tak výhody supravodiče s ovladatelností topologického izolantu. Pomocí vnějšího magnetického pole nyní můžeme přesně řídit supravodivé vlastnosti,“ říká spoluautor výzkumu Charles Gould z Julius-Maximilians-Universität Würzburg. Dále uvádí, že objev by mohl umožnit stabilizovat qubity v kvantových počítačích před vlivem vnějšího elektrického a magnetického pole.
Pankaj Mandal et al, Magnetically tunable supercurrent in dilute magnetic topological insulator-based Josephson junctions, Nature Physics (2024). DOI: 10.1038/s41567-024-02477-1
Zdroj: Julius-Maximilians-Universität Würzburg / Phys.org
