Direnç işe yaramaz: Süperiletken diyotlara bahis yapın

Enerji

Teknolojik Yenilik Web Sitesi Editör Ekibi - 21/05/2025

Kuantum girdapları ile oluşturulan süperiletken diyot etkisinin şeması. [Resim: Junichi Shiogai]

Süperiletken diyot

Japon araştırmacılar, bir süperiletkenden geçen elektrik akımının yönünü kontrol etmeyi başardılar ve süperiletken bir diyot yarattılar - diyot, iki tanesinin bir araya gelerek transistör oluşturmasıyla oluşan temel bir elektronik bileşendir.

Başka bir deyişle, yeni bileşen, elektriği dirençsiz ileten bir süperiletkenin eşsiz verimliliğini, bir yarıiletkenin esnekliği ve kontrol edilebilirliğiyle birleştiriyor.

Belirli bir yönde elektrik akımı akışı, doğrultma olarak bilinen bir olgu, iki farklı malzemenin, bu durumda Fe(Se,Te) ve FeTe'nin birleştiği bir heterojunksiyonda elde edildi.

Osaka Üniversitesi'nden Junichi Shiogai, "Süper iletkenler söz konusu olduğunda malzeme seçimi çok önemlidir" şeklinde konuştu. "Demir selenid tellürid, yüksek geçiş sıcaklığı, kritik manyetik alan ve kritik akım yoğunluğu gibi ideal özelliklere sahiptir. Bu, etkinin oluşabileceği parametre aralığının geniş olduğu anlamına gelir ve bu da bize en iyi başarı şansını verir."

Nitekim hetero yapı bir manyetik alan altına yerleştirildiğinde akımın yönünde önemli bir değişim meydana gelmektedir. Etkisi manyetik alan şiddetinin artması ve sıcaklığın azalmasıyla da artmaktadır.

Asimetrik girdap dinamiklerinin kökeninde Rashba tipi spin-yörünge etkileşimi olduğu görülmektedir. [Resim: Yusuke Kobayashi ve ark. - 10.1038/s42005-025-02118-h]

Asimetrik kuantum girdapları

Ekip, parametreler (manyetik alan gücü ve sıcaklık) değiştirilerek verileri analiz ederek, etki için tutarlı bir açıklama getirmeyi başardı.

Shiogai, "Şimdiye kadar bu etkinin mekanizması bir gizemdi" diyor. "Deneylerimiz, manyetik alan tarafından oluşturulan kuantum girdaplarının sabitlenmesinin kritik bir rol oynadığını ortaya koyuyor."

Ekip, güçlü bir spin-yörünge etkileşiminin asimetrik sabitleme potansiyelini değiştirdiğini, böylece girdapların bir yöne diğerinden daha fazla sabitlenmiş kaldığını ve düzeltmeyi gerçekleştirmek için gereken simetri kırılmasını yarattığını buldu. Bu hipotez, diyot verimliliği ile polarizasyon yoğunluğu arasındaki güçlü doğrusal korelasyonla doğrulanmıştır.

Shiogai, "Bu sonuçların, süperiletkenlerden üretilen ultra düşük güç elektroniğinin önünü açacak ideal bir doğrultma cihazı geliştirmek için uygulanabileceği konusunda iyimseriz" dedi.

Aslında süperiletken diyotların bilgisayarlarda enerji kullanımını önemli ölçüde azaltması bekleniyor . Dikkat çeken bir ilginç nokta ise, ilk süperiletken diyotun 2022 yılında inşa edilmesine kadar, yaklaşık bir asır boyunca süperiletken diyotun imkansız olduğu düşünülüyordu .

Diğer haberler:

Daha fazla konu