Миланский политехнический и партнёры лазером задали сверхпроводящие и изолирующие области в ВТСП-плёнке

Исследователи Миланского политехнического университета, ICMAB-CSIC в Барселоне и Льежского университета разработали подход на основе прямой лазерной записи, позволяющий «рисовать» сверхпроводящие свойства в материале, сообщает Le Scienze. По данным авторов, метод позволяет локально программировать поведение сверхпроводника, с высокой точностью переводя его из сверхпроводящего состояния в изолирующее. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗ Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗

Почему высокотемпературные сверхпроводники трудно структурировать

Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) проводят ток без сопротивления при более высоких температурах, чем обычные сверхпроводники. Они работают при температурах, достижимых с недорогим охлаждением жидким азотом, поэтому их считают кандидатами для квантовых технологий, сверхпроводящей электроники и устройств памяти нового поколения. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗

Создавать заданные структуры в ВТСП на очень малых масштабах трудно. Из-за керамической природы материал склонен к деградации при обычной микро- и нанофабрикации. Содержание кислорода — ключевой фактор, определяющий, будет материал сверхпроводящим или изолирующим. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗

Лазерная запись с контролем кислорода

Исследователи использовали сфокусированный лазер для локальной модификации материала, контролируя концентрацию кислорода точка за точкой. Меняя мощность лазера и время экспозиции, они создавали области с разными свойствами. «Мы смогли рисовать структуры в материале подобно ручке на листе бумаги», — сказала Ирен Бианкарди, исследовательница Миланского политехнического и первый автор работы. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗

Полученная структура содержит изолирующие участки рядом со сверхпроводящими, а также любые промежуточные градиенты. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗

Анна Палау из Института материаловедения Барселоны, один из корреспондирующих авторов, отметила, что получить однородный образец, полностью насыщенный кислородом или равномерно лишённый его, легко. Настоящая задача, по её словам, — создать малые структуры с разными уровнями оксигенации в одной плёнке. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗

Эдоардо Альбизетти и Даниэла Петти с факультета физики Миланского политехнического заявили, что подход открывает возможности для проектирования сверхпроводящих устройств с заданными свойствами. По их мнению, локальную модуляцию сверхпроводящего поведения можно использовать в резонаторах, элементах памяти и компонентах квантовых технологий. lescienze.itLe Scienzelescienze.itОткрыть источник ↗