Supravodivost v nanodrátcích, Credit: Christine Daniloff, MIT

Supravodivost: Josephsonův přechod vs. kryotron

Základem využití supravodičů v řadě zařízení je tzv. Josephsonův přechod – dva supravodiče oddělené tenkým izolátorem. Tento princip je znám od 60. let a dnes se uplatňuje např. i v kvantových počítačích založených na supravodičích, nicméně má rovněž i mnohé nevýhody (Josephsonův přechod se např. obtížně propojuje s klasickou elektronikou, která v ní způsobuje nežádoucí šum).
Skupina Karla Berggrena z MITu nyní proto oprášila konkurenční a ještě starší technologii pro nasazení supravodivosti, tzv. kryotrony. Jejich princip navrhl Dudley Buck z MITu již v roce 1956 a zamýšlel ho přímo jako funkční základ tehdejších počítačů, konkurenci vakuových elektronek a tranzistorů. V té době byly jeho prvky menší než tranzistory, i když vyžadovaly samozřejmě chlazení na nízké teploty; Buck každopádně zemřel ve 32 letech a budoucností počítačů patřila tranzistorům.
Kryotrony mají podobu stočeného supravodivého drátku kolem drátku rovného. Supravodivost zde není jen funkcí teploty, ale i magnetického pole. Pokud vinutím žádný proud neprochází, je rovný prvek vodivý. Proud ve vynutí vyvolá magnetické pole a to zase vyvolá odpor u rovného drátu, vše tedy funguje jako jednoduchý přepínač. Výzkumníci nyní navrhli tento prvek, označovaný jako nanokryotron, v podobě zkřížených nanodrátků. Vazba v tomto případě funguje spíše na bázi přenosu tepla než magnetickou indukcí – elektrický proud v jednom drátku zahřeje tento drát (zvaný choke – „škrtič“) a nakonec i křižující supravodič (kanál), princip je však obdobný.
Nanokryotony se podle autorů nového výzkumu dají relativně snadno vyrábět a experimentátoři je již použili pro tvorbu rozhraní mezi vlastním supravodivým systémem a běžnou elektronikou. Bývalý Berggrenův student Adam McCaughan zkonstruoval na bázi kryotronů i binární sčítačku. Dráty mají nízké ztráty tepla, a i když stále vyžadují chlazení na teplotu supravodivosti, podle autorů studie by se mohly uplatnit např. v datových centrech; a kromě toho obecně všude, kde se dnes používají Josepshonovy přechody.

Zdroj: MIT News

Credit: (c) NASA/JPL-Caltech/DSS

Obří černé díry mohou vznikat z temné hmoty

Mechanismům, jimiž vznikají supermasivní černé díry v centrech galaxií, prozatím plně nerozumíme. Může se jednat …

5 komentářů

  1. Terminologie

    Josephson junction, česky Josephsonův přechod, nikoli křižovatka (i když obojí se vyskytuje i na silničních komunikacích);
    zkuste juknout na https://cs.wikipedia.org/wiki/Josephson%C5%AFv_jev.

  2. Pavel Houser

    pardon a dekuji – opravil jsem

  3. Ono to s těmi kryotrony je ještě o něco zajímavější. Experimentálně byly objeveny v roce 1953 a patentovány už v roce 1955 včetně návrhu základních zapojení včetně klopných obvodů atp. Viz https://patents.google.com/patent/US2832897A/en

  4. "Josephonův" vs. "Josephsonův"

    Pořád ještě zbývá opravit samotný výraz „Josephonův“, správně je to „Josephsonův“

  5. Pavel Houser

    ano, stydim se dvojnasobne…

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close