众所周知,超导很容易被强磁场破坏。NIMS,大阪大学和北海道大学共同发现,即使施加强磁场,具有原子级厚度的超导体也可以保持其超导性。
该小组还确定了这种现象背后的新机制中国建材网cnprofit.com。这些结果可能有助于开发抗磁场的超导材料以及由超导和磁性材料组成的拓扑超导体。
超导已用于各种技术中,例如磁共振成像(MRI)和高灵敏度的磁传感器。拓扑超导体是一种特殊类型的超导体,近年来受到了极大的关注。
它们能够长时间保留量子信息,并且可以与磁性材料结合使用以形成量子位,从而使量子计算机能够执行非常复杂的计算。但是,强磁场或紧邻的磁性材料很容易破坏超导性。因此,需要开发一种抗磁场的拓扑超导材料。
该研究小组最近制造了铟的晶体膜,铟是一种常见的超导材料,具有原子级的厚度。然后,研究小组发现了一种新的机制,可以防止强磁场破坏这些薄膜的超导性。
当磁场施加到超导材料上时,磁场与电子自旋相互作用。它使材料的电子能发生变化并破坏其超导性。
但是,当将超导材料薄化为二维原子层时,该层中电子的自旋和动量耦合,导致电子自旋频繁旋转。这抵消了磁场感应的电子能量变化的影响,因此保留了超导性。
这种机制可以增强临界磁场-超磁场消失后的最大磁场强度-高达16-20特斯拉,大约是公认的理论值的三倍。正如对普通超导材料所观察到的那样,它有望具有广泛的应用,并且既不需要特殊的晶体结构也不需要强的电子相关性。
基于这些结果,我们计划开发能够抵抗更强磁场的超导薄膜。我们还打算创建一种由超导和磁性材料组成的混合设备,这是开发拓扑超导体所必需的:拓扑超导体是下一代量子计算机的重要组成部分。