Loading

ЗЕЛЁНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ ВСТРЕЧАЕТСЯ СО СПИНТРОНИКОЙ

Создано 28.01.2022 00:00
Автор: 9GEL

JosephsonEffect

Резюме: Сверхпроводниковая связь между двумя разделенными ферромагнитным соединением (шириной один микрон) областями была доказана международной группой. Этот макроскопический квантовый эффект известен как эффект Джозефсона, генерирует электрический ток в ферромагнитных соединениях, состоящих из сверхпроводниковых куперовских пар. Магнитное изображение ферромагнитной области на BESSY II помогло продемонстрировать равенство спинов электронов, образующих куперовские пары. Эти результаты открывают путь для сверхпроводниковых приложений спинтроники с низким энергопотреблением, в которых спин-поляризованные токи могут быть защищены квантовой когерентностью.

ПОЛНАЯ ИСТОРИЯ

Когда две сверхпроводниковые области разделены полосой из несверхпроводникового материала, может возникнуть особый связывающий две области квантовый эффект: эффект Джозефсона. Если материал спейсера представляет собой полуметаллический ферромагнетик, возникают новые последствия для приложений спинтроники. Международная команда впервые разработала материальную систему, которая демонстрирует необычно дальнодействующий эффект Джозефсона: здесь области сверхпроводникового YBa2Cu3O7 разделены областью полуметаллического ферромагнитного манганита (La2/3Sr1/3MnO3) размером шириной в один микрон.

С помощью магнитотранспортных измерений исследователи смогли продемонстрировать наличие сверхтока, циркулирующего через манганит, — этот сверхток возникает из-за сверхпроводниковой связи между обеими сверхпроводниковыми областями и это проявление эффекта Джозефсона с макроскопическим диапазоном.

ЭКСТРЕМАЛЬНО РЕДКО: ТРИПЛЕТНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ

К тому же, ученые исследовали еще одно интересное свойство, имеющее серьезные последствия для приложений спинтроники. В сверхпроводниках пара электронов вместе образует так называемые куперовские пары. В подавляющем большинстве сверхпроводниковых материалов эти пары состоят из электронов с противоположным спином, чтобы минимизировать магнитное переменное поле, которое пагубно сказывается на стабилизации сверхпроводимости. Ферромагнетик, используемый международной командой, был полуферромагнетиком, в котором может циркулировать только один спин-электрон. Тот факт, что в этом материале был обнаружен сверхток, означает, что куперовские пары этого сверхтока должны состоять из электронов с одинаковым спином. Эта так называемая «триплетная» сверхпроводимость встречается экстремально редко.

КАРТИРОВАНИЕ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ НА BESSY II

«На станции XMCD-PEEM в BESSY II мы нанесли на карту и измерили магнитные домены внутри манганитовой прокладки. Мы наблюдали широкие области, однородно намагниченные и соединяющие сверхпроводниковые области. Триплетные спиновые пары могут свободно распространяться в них», — объясняет доктор Серджио Валенсия Молина, физик HZB, руководивший измерениями на BESSY II.

Сверхпроводниковые токи текут без сопротивления, что делает их очень привлекательными для приложений с низким энергопотреблением. В данном случае этот ток состоит из электронов с одинаковыми спинами. Такие спин-поляризованные токи могут быть использованы в новых сверхпроводниковых приложениях спинтроники для транспортировки (на большие расстояния) и чтения/записи информации, извлекая профиты из стабильности, обусловленной макроскопической квантовой когерентностью эффекта Джозефсона.

Новый девайс состоит из сверхпроводниковых и ферромагнитных компонентов, так что открывает возможности для сверхпроводниковой спинтроники и новые перспективы для квантовых вычислений.

Источник: sciencedaily.com

Author: 9GEL

Комментарии: