Коли два регіони з надпровідного матеріалу розділені тонким шаром не надпровідного матеріалу, виникає відомий квантовий ефект, ефект джозефсона, завдяки якому два регіони об’єднуються і діють так, немов між ними немає розділового шару. А якщо матеріал розділового шару є напівметалічним феромагнетиком, то на цій межі виникає цілий ряд вельми екзотичних ефектів, що об’єднують в собі багато властивостей надпровідності і спінтроніки, які можуть бути використані в майбутніх квантових і спінтронних технологіях.

Не так давно все це було наочно продемонстровано міжнародною групою вчених. У проведеному ними експерименті були використані дві області з надпровідного матеріалу yba2cu3o7, розділені шаром напівметалічного, феромагнітного манганіту (la2/3sr1/3mno3) товщиною в один мікрон. І перше, що вдалося помітити вченим, виявився згаданий вище ефект джозефсона, але діючий на незвично великій відстані для подібних максроскопічних систем.

Крім цього вченими була помічена ще одна цікава особливість. У звичайних надпровідних матеріалах надпровідність виникає за рахунок об’єднання електронів в пари, так звані пари купера. Електрони, що входять до складу однієї пари, мають протилежні напрямки обертання, що мінімізує локальну магнітну область пари в цілому. Феромагнітний матеріал, використаний вченими, є напівферромагнетиком, матеріалом, в середовищі якого можуть циркулювати електрони тільки з одним напрямком обертання.

Виявлення струму через надпровідник і напівферромагнетик має на увазі, що пари купера, що забезпечують рух цього струму, складаються з електронів, що мають один і той же напрямок обертання. Явище надпровідності такого виду називає спін-триплетною надпровідністю (spin-triplet superconductivity) і це є вкрай і вкрай рідкісним видом.

Явище надпровідності в даному випадку може використовуватися для створення електронних і спінтронних пристроїв з дуже малим споживанням енергії. А факт, що надпровідність забезпечується парами електронів з однаковим спіном, може бути використаний для транспортування, читання або запису інформації, закодованої у вигляді спінів електронів. Крім цього, наявність ефекту джозефсона, який надає стабілізуючий вплив на все всю структуру в цілому, дозволить використовувати новий пристрій з надпровідних і феромагнітних компонентів в безлічі різних областей, включаючи області квантових комунікацій і квантових обчислень.

ключові слова: надпровідність, матеріал, феромагнетик, ефект, джозефсон, струм, спін, пара, купер, електрон

першоджерело

інші новини по темі:

Створені надпровідні транзистори, які не втрачають своєї працездатності в …

Вчені зафіксували факт виникнення високотемпературної надпровідності …

Графен,” прикрашений ” літієм, стає надпровідником