Надпровідність «намалювали» лазером на нанорівні
Дослідники адаптували техніку прямого лазерного запису, щоб локально змінювати властивості високотемпературного надпровідника з надзвичайною точністю.
Міжнародна група дослідників з ICMAB-CSIC, Міланської політехніки та Льєзького університету адаптувала техніку прямого лазерного запису, щоб «малювати» надпровідні властивості всередині матеріалу. Про це повідомляє Phys.org із посиланням на статтю в журналі Advanced Functional Materials.
Високотемпературні надпровідники проводять електрику без опору за температур, яких досягають недорогим рідинно-азотним охолодженням. Їх вважають перспективними для квантових технологій і надпровідної електроніки, однак створення мікроскопічних візерунків на цих керамічних матеріалах складне. Ключовим фактором, що визначає поведінку матеріалу, є рівень кисню: від нього залежить, чи буде ділянка надпровідною чи ізолювальною.
«Мати цілий однорідний зразок, добре насичений киснем, легко. Так само легко мати його рівномірно деоксигенованим. Складність у тому, щоб отримати маленькі візерунки з різним рівнем насичення киснем в одній плівці», пояснює Анна Палау, одна з авторок дослідження.
Щоб розв'язати цю проблему, вчені використали сфокусований лазер для локальної зміни матеріалу, контролюючи рівень кисню точка за точкою. Змінюючи потужність лазера та час експозиції, дослідники створювали ділянки з різними властивостями, наче малюють ручкою на папері. Отриманий візерунок може містити ізолювальні області поруч із надпровідними, а також проміжні градієнти.
Едоардо Альбісетті та Даніела Петті, співавтори роботи, зазначають, що такий підхід відкриває нові можливості для проєктування надпровідних пристроїв із заданими властивостями. Локально налаштовувати надпровідну поведінку можна в резонаторах, елементах пам'яті та компонентах для квантових технологій, а також сприяти створенню більш енергоефективних інформаційних і комунікаційних систем.
Джерела
- Phys.org: A laser can draw superconductivity at the nanoscale
Фото: Opt Lasers from Poland, Pexels (Pexels License)