연구원들은 초전도체에서 다이오드를 형성하는 방법을 찾습니다.
날짜:
2022년 5월 11일
원천:
Jyväskylä 대학교 - Jyväskylän yliopisto
요약:
연구원들은 초전도체와 자석으로 구성된 이종 구조를 사용하여 반도체 다이오드에서 볼 수 있는 것과 같은 단방향 전류를 생성하는 방법을 보여주었습니다.
Pisa, Jyväskylä, San Sebastian 및 MIT의 연구원 그룹은 초전도체와 자석으로 구성된 이종 구조를 사용하여 반도체 다이오드에서 볼 수 있는 것과 같은 단방향 전류를 생성하는 방법을 보여주었습니다.
그러나 이 새로운 초전도체 다이오드는 반도체에 비해 훨씬 낮은 온도에서 작동하므로 양자 기술에 유용합니다.
양자 기술을 위한 전자
라디오, 논리 구성 요소 또는 태양 전지판과 같은 일상적인 전자 제품의 대부분은 전류가 주로 한 방향으로 흐를 수 있는 다이오드에 의존합니다. 그러한 다이오드는 미래의 양자 기술에 필요한 초저 켈빈 이하 온도에서 작동을 멈추는 반도체 시스템의 전자적 특성에 의존합니다. 초전도체는 전기 저항이 일반적으로 0이지만 다른 금속과 접촉하면 높은 접촉 저항을 나타낼 수 있는 금속입니다.
이것은 초전도체에서 형성되는 전자 여기의 금지 영역을 나타내는 에너지 갭에서 이해할 수 있습니다. 이는 반도체의 에너지 갭과 유사하지만 일반적으로 훨씬 작습니다. 이러한 갭의 존재는 수십 년 동안 알려져 있지만 다이오드와 같은 기능은 접점의 전류-전압 특성의 일반적으로 강력한 대칭을 깨야 하기 때문에 이전에는 관찰되지 않았습니다.
새로운 연구는 접합부에 적절하게 배치된 강자성 절연체의 도움으로 이 대칭성을 어떻게 깨뜨릴 수 있는지를 보여줍니다. 양자 기술에 대한 오늘날 연구의 큰 부분은 초저온에서 작동하는 초전도 물질을 기반으로 하기 때문에 이러한 혁신을 쉽게 사용할 수 있습니다.
협업의 힘
연구 결과는 EU의 미래 및 신흥 기술(FET Open)에 따라 자금이 지원되는 SUPERTED 프로젝트의 일부로 이루어졌습니다. 이 프로젝트는 초전도체/자석 이종구조를 기반으로 한 세계 최초의 전자기 복사의 초전도 열전 검출기를 만드는 것을 목표로 합니다.
"사실, 다이오드 기능을 찾는 것은 SUPERTED 샘플의 철저한 특성화의 결과로 즐거운 놀라움이었습니다."라고 초기 발견을 한 피사의 Istituto Nanoscienze -- CNR 및 Scuola Normale Superiore(SNS)의 Elia Strambini가 설명합니다.
Istituto Nanoscienze -- CNR 및 SNS의 Francesco Giazotto는 실험 노력을 주도했다고 말합니다.
"나는 이 발견이 전류 정류 또는 전류 제한과 같은 양자 기술의 여러 작업에 유망하다고 믿습니다."
SUPERTED 코디네이터; Jyväskylä 대학의 Tero Heikkilä 교수는 효과 이면의 이론에 대해 연구했습니다. "이 발견은 재료 과학에서 초전도 전자 및 이론에 이르기까지 다양한 유형의 연구자 간의 협력의 힘을 보여주었습니다. 유럽의 지원 없이는 그러한 협력이 이루어지지 않았을 것입니다. ."