De nouveaux supraconducteurs peuvent être construits atome par atome
Deux nouveaux types de supraconductivité
L'avenir de l'électronique reposera sur de nouveaux types de matériaux. Cependant, la topologie naturelle des atomes rend parfois difficile la création de nouveaux effets physiques. Pour résoudre ce problème, des chercheurs de l'université de Zurich ont réussi à concevoir des supraconducteurs un atome à la fois, créant ainsi de nouveaux états de la matière.
Image au microscope à effet tunnel de deux des structures supraconductrices créées, constituées d'atomes de chrome individuels.
University of Zurich
À quoi ressemblera l'ordinateur du futur ? Comment fonctionnera-t-il ? La recherche de réponses à ces questions est l'un des principaux moteurs de la recherche physique fondamentale. Il existe plusieurs scénarios possibles, allant du développement de l'électronique classique à l'informatique neuromorphique et aux ordinateurs quantiques. Le point commun de toutes ces approches est qu'elles reposent sur de nouveaux effets physiques, dont certains n'ont jusqu'à présent été prédits qu'en théorie. Les chercheurs se donnent beaucoup de mal et utilisent des équipements de pointe dans leur quête de nouveaux matériaux quantiques qui leur permettront de créer de tels effets. Mais que se passe-t-il si aucun matériau approprié n'existe à l'état naturel ?
Une nouvelle approche de la supraconductivité
Dans une étude récente publiée dans Nature Physics, le groupe de recherche du professeur Titus Neupert de l'UZH, en étroite collaboration avec des physiciens de l'Institut Max Planck de physique des microstructures de Halle (Allemagne), a présenté une solution possible. Les chercheurs ont fabriqué eux-mêmes les matériaux nécessaires, un atome à la fois. Ils se concentrent sur de nouveaux types de supraconducteurs, particulièrement intéressants parce qu'ils offrent une résistance électrique nulle à basse température. Parfois appelés "diamagnétiques idéaux", les supraconducteurs sont utilisés dans de nombreux ordinateurs quantiques en raison de leurs interactions extraordinaires avec les champs magnétiques. Les physiciens théoriciens ont passé des années à rechercher et à prédire les différents états supraconducteurs. "Cependant, seul un petit nombre d'entre eux a été démontré de manière concluante dans les matériaux", explique le professeur Neupert.
Deux nouveaux types de supraconductivité
Dans le cadre de cette collaboration passionnante, les chercheurs de l'UZH ont prédit en théorie la manière dont les atomes devraient être disposés pour créer une nouvelle phase supraconductrice, et l'équipe allemande a ensuite mené des expériences pour mettre en œuvre la topologie appropriée. À l'aide d'un microscope à effet tunnel, ils ont déplacé et déposé les atomes au bon endroit avec une précision atomique. La même méthode a également été utilisée pour mesurer les propriétés magnétiques et supraconductrices du système. En déposant des atomes de chrome à la surface du niobium supraconducteur, les chercheurs ont pu créer deux nouveaux types de supraconductivité. Des méthodes similaires avaient déjà été utilisées pour manipuler des atomes et des molécules métalliques, mais jusqu'à présent, il n'avait jamais été possible de fabriquer des supraconducteurs bidimensionnels à l'aide de cette approche.
Les résultats confirment non seulement les prédictions théoriques des physiciens, mais leur donnent également des raisons de spéculer sur les autres nouveaux états de la matière qui pourraient être créés de cette manière, et sur la façon dont ils pourraient être utilisés dans les ordinateurs quantiques du futur.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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