Crédito:Ejército de los EE. UU. RDECOM, CC BY 2.0
Investigadores de la Universidad de Bath en el Reino Unido han encontrado una manera de fabricar dispositivos de 'escamas de cristal único' que son tan delgados y libres de defectos. tienen el potencial de superar a los componentes que se utilizan hoy en día en los circuitos informáticos cuánticos.
El estudio se publica este mes en la revista Nano Letras.
El equipo del Departamento de Física de la universidad hizo su descubrimiento mientras exploraba la unión entre dos capas del superconductor diselenuro de niobio (NbSe 2 ) después de que estas capas se hayan separado, torcido unos 30 grados uno con respecto al otro, luego sellados de nuevo juntos. En hendidura, retorciendo y recombinando las dos capas, los investigadores pudieron construir un dispositivo de interferómetro cuántico superconductor (SQUID), un sensor extremadamente sensible que se utiliza para medir campos magnéticos increíblemente diminutos.
Los SQUID tienen una amplia gama de aplicaciones importantes en áreas que incluyen la atención médica (como se ve en cardiología y magnetoencefalografía, una prueba que mapea la función cerebral) y exploración de minerales.
Los SQUIDS también son los componentes básicos de las computadoras cuánticas comerciales de hoy en día, máquinas que realizan ciertas tareas computacionales mucho más rápidamente que las computadoras clásicas. La computación cuántica está todavía en su infancia, pero en la próxima década, Es probable que transforme la capacidad de resolución de problemas de las empresas y organizaciones de muchos sectores, por ejemplo, acelerando el descubrimiento de nuevos medicamentos y materiales.
"Debido a sus superficies atómicamente perfectas, que están casi en su totalidad libres de defectos, Vemos potencial para que nuestras escamas cristalinas jueguen un papel importante en la construcción de computadoras cuánticas del futuro, "dijo el profesor Simon Bending, quien realizó la investigación junto con su Ph.D. estudiante Liam Farrar. "También, Los SQUID son ideales para estudios de biología, por ejemplo, ahora se están utilizando para rastrear el camino de los medicamentos etiquetados magnéticamente a través del intestino, por lo que estamos muy emocionados de ver cómo nuestros dispositivos también podrían desarrollarse en este campo ".
Como el profesor Bending se apresura a señalar, sin embargo, su trabajo en SQUIDs hecho usando NbSe 2 Flakes está muy al comienzo de su viaje. "Este es un enfoque completamente nuevo e inexplorado para fabricar SQUIDs y aún será necesario realizar muchas investigaciones antes de que estas aplicaciones se conviertan en una realidad". " él dijo.
Cristales individuales extremadamente delgados
Las escamas a partir de las cuales se fabrican los superconductores de Bath son monocristales extremadamente delgados (10, 000 veces más delgado que un cabello humano) que se dobla fácilmente, lo que también los hace aptos para su incorporación a la electrónica flexible, como se usa en teclados de computadora, pantallas ópticas, células solares y diversos componentes de automoción.
Porque los enlaces entre capas de NbSe 2 son tan débiles, copos hendidos, con su perfectamente plano, Superficies libres de defectos:crean interfaces atómicamente nítidas cuando se vuelven a juntar. Esto los convierte en excelentes candidatos para los componentes utilizados en la computación cuántica.
Si bien esta no es la primera vez que NbSe 2 Las capas se han estampado juntas para crear un enlace superconductor débil, esta es la primera demostración de interferencia cuántica entre dos de tales uniones modeladas en un par de copos retorcidos. Esta interferencia cuántica ha permitido a los investigadores modular la máxima supercorriente que puede fluir a través de sus SQUID aplicando un pequeño campo magnético. creando un sensor de campo extremadamente sensible. También pudieron demostrar que las propiedades de sus dispositivos podían ajustarse sistemáticamente variando el ángulo de torsión entre las dos escamas.
