Riset
Para peneliti di University of Madrid (UAM) otonom telah merancang mikroskop yang memungkinkan efek Josephson, kunci untuk superkonduktivitas, untuk diamati dengan presisi atom. Sistem baru, yang dijelaskan dalam komunikasi alam, menghasilkan osilasi spontan antara dua keadaan konduksi dan mempertahankan sinyal yang stabil bahkan pada suhu tinggi
Para peneliti di Autonomous University of Madrid (UAM) telah mengembangkan mikroskop baru untuk studi superkonduktor pada skala atom. Ini adalah Umpan Balik Mikroskop Josephson, Perangkat yang membuka cara baru untuk mengeksplorasi perilaku pasangan Cooper – pasangan elektron yang bertanggung jawab atas superkonduktivitas.
Studi yang diterbitkan dalam jurnal Komunikasi Alammenganalisis bagaimana dua elektroda superkonduktor dipisahkan dengan jarak hanya satu atom yang dapat bertukar pasangan cooper melalui apa yang disebut Efek Josephson. Namun, dalam kontak yang sangat kecil ini, arus Josephson cenderung lemah dan sangat sensitif terhadap fluktuasi termal, membuatnya sulit dideteksi.
Untuk mengatasi keterbatasan ini, tim UAM memasukkan sistem umpan balik elektronik ke dalam sirkuit yang memunculkan perilaku yang belum pernah terjadi sebelumnya: apa yang disebut rezim bistable. Dalam rezim dinamis ini, sistem ini berosilasi secara spontan dan berkala antara dua keadaan konduksi pasangan Cooper yang berbeda.
“Perhitungan yang telah kami lakukan menunjukkan bahwa salah satu dari negara -negara ini agak menyerupai Efek Josephson (DC) yang berkelanjutan, di mana arus mengalir tanpa penurunan tegangan, dan yang lain efek Josephson yang bergantian (AC), yang ditandai dengan adanya voltase yang paling mengejutkan adalah bahwa osilasi ini tidak memerlukan sinyal eksternal: mereka muncul secara otonom. Peneliti yang terlibat, Alfredo Levy Yeyati
Sinyal yang kuat untuk suhu
Salah satu fitur paling menonjol dari rezim baru ini adalah bahwa rata -rata arus yang dihasilkan tetap praktis konstan dalam menghadapi variasi suhu. Stabilitas ini mewakili kemajuan yang signifikan dibandingkan teknik tradisional, di mana sinyal Josephson menurun dengan cepat dengan meningkatnya suhu.
Tim telah mengintegrasikan sistem ini ke dalam mikroskop tunneling, memungkinkan pemetaan resolusi tinggi dari kopling Josephson pada permukaan superkonduktor, dengan presisi skala atom
Deteksi gelombang kepadatan pasangan
Untuk menunjukkan potensi alat baru ini, para peneliti menerapkan teknik mereka pada superkonduktor 2H-NBSE dan mengamati modulasi spasial yang menunjukkan keberadaan a gelombang kepadatan berpasangan. Fenomena ini terdiri dari variasi periodik dalam kepadatan pasangan Cooper dan dikaitkan dengan keadaan lain dari urutan elektronik, seperti gelombang muatan, karakteristik superkonduktor tertentu yang tidak konvensional.
Selain itu, penulis menekankan bahwa metode mereka bisa sangat berguna untuk mempelajari bahan dengan superkonduktivitas topologi atau sistem lain di mana kopling Josephson diubah oleh keadaan elektronik eksotis.
Secara keseluruhan, pekerjaan ini menyajikan pendekatan baru untuk mengeksplorasi efek Josephson dengan sinyal yang jelas dan stabil bahkan pada skala atom. “Mikroskop baru muncul sebagai alat yang ampuh untuk menyelidiki sifat -sifat mendasar dari superkonduktor, dengan resolusi yang belum pernah terjadi sebelumnya dan potensi untuk mengungkap fenomena baru dalam fisika materi yang kental,” simpul pimpinan pekerjaan, Hermann Suderow
Referensi bibliografi:
Escribano, SD, Barrena, V., Perconte, D., Moreno, JA, Fernández Lomana, M., M., M., Herrera, E., Wu, B., Rodrigo, JG, Prada, E., Guillamón, I., Levy Yeyati, A., & Southerow, H., H.,. Umpan balik yang didorong oleh skala atom Josephson mikroskop. Nature Communications, 16 (5843). https://doi.org/10.1038/s41467-025-60569-9
Informasi lebih lanjut: Lembaran UAM
