ریل های با ارتفاع یک اتم گرداب های ابررسانا را با دما و میدان مغناطیسی هدایت می کنند.
محققان مرکز تحقیقاتی نانومعماری مواد (MANA)، مرکزی در مؤسسه ملی علوم مواد ژاپن (NIMS)، کشف کردند که مراحل در مقیاس اتمی میتوانند گردابهای ابررسانا را در یک ابررسانا بسیار نازک هدایت کنند.
ویرایش شده توسط Swati Mestri، بررسی توسط Robert Egan
این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:
محققان مرکز تحقیقاتی نانومعماری مواد (MANA)، مرکزی در مؤسسه ملی علوم مواد ژاپن (NIMS)، کشف کردند که مراحل در مقیاس اتمی میتوانند گردابهای ابررسانا را در یک ابررسانا بسیار نازک هدایت کنند.
گرداب ها بیش از 1000 بار به راحتی در طول پله ها حرکت می کردند و این اثر هدایت کننده را می توان توسط دما و میدان مغناطیسی تنظیم کرد.
گرداب های ابررسانا اجسام کوانتومی کوچکی هستند که حرکت آنها می تواند به شدت بر رفتار ابررساناها تأثیر بگذارد. بنابراین، کنترل جهت حرکت آنها میتواند برای توسعه فناوریهای ابررسانا با توان فوقالعاده مهم باشد.
با این حال، کنترل جهت گرداب ها در ابررساناهای دو بعدی همچنان چالش برانگیز است. دستیابی به چنین کنترلی می تواند به توسعه دستگاه های ابررسانا در آینده کمک کند که انرژی کمتری مصرف می کنند و در عین حال کارایی پردازش را بهبود می بخشند.
برای مقابله با این چالش، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی تاکاشی اوچیهاشی از مرکز تحقیقات نانومعماری مواد (MANA) در موسسه ملی علوم مواد، یک ابررسانا فوق نازک با پلههای اتمی منظم در سطح آن را بررسی کردند. میکروسکوپ تونل زنی روبشی مراحل موازی را تأیید کرد و گرداب های واقع در امتداد آنها را مستقیما مشاهده کرد.
یافته های آنها در ژورنال Physical Review B در 30 ژوئیه 2026 منتشر شد.
اندازهگیریهای مقاومت چهار پایانی نشان داد که گردابها بیش از 1000 برابر آسانتر در امتداد پلههای اتمی حرکت میکنند تا در میان آنها در میدانهای مغناطیسی میانی.
اوچیهاشی میگوید: «مطالعه ما نشان میدهد که مراحل در مقیاس اتمی میتوانند بهعنوان ریلهای مؤثری عمل کنند که گردابهای ابررسانا را هدایت میکنند، و این اثر هدایتکننده را میتوان به سادگی با تغییر دما یا میدان مغناطیسی تنظیم کرد».
بین حدود 0.10 و 0.20 T، گرداب ها آزادانه در امتداد پله ها جریان می یافتند بدون اینکه توسط پین زدن مانع شوند و جریان گردابی بدون سنجاق یک بعدی را تشکیل می دادند. در کمترین دما، حرکت آنها توسط تونل کوانتومی کنترل می شد.
به طور کلی، یافتهها نشان میدهند که پلههای سطحی با ارتفاع یک اتم میتوانند بهعنوان ریلهای مؤثر برای هدایت گردابههای کوانتومی عمل کنند، و امکانهایی را برای کنترل حرکت گرداب و جریان گرما در فناوریهای ابررسانای آینده باز کنند.
Wenxuan Qian و همکاران، انتقال ناهمسانگرد گردابهای جوزفسون در ابررساناهای لایه اتمی روی سطوح مجاور، Physical Review B (2026). DOI: 10.1103/b2j3-xj19. در arXiv : arxiv.org/abs/2608.01196
اطلاعات مجله: Physical Review B , arXiv
ارائه شده توسط موسسه ملی علوم مواد
سواتی مستری دارای مدرک لیسانس در مهندسی الکترونیک است و از سال 2019 به عنوان ویرایشگر محتوا کار کرده است. او ویرایش اسناد تحقیقاتی در زمینه فناوری، مراقبت های بهداشتی و علم مواد را تجربه کرده است و علاقه خاصی به فناوری و فضا دارد. نمایه کامل →
لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →
متن اصلی (انگلیسی)
One-atom-high rails steer superconducting vortices, with temperature and magnetic field tuning their guidance
Researchers at the Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), a center within Japan's National Institute for Materials Science (NIMS), discovered that atomic-scale steps can guide superconducting vortices in an ultrathin superconductor.