Разработен микроскоп, който може да види тунелиране на електрони

Американски инженери разработиха криогенен магнитен терагерцов сканиращ оптичен микроскоп

близко поле за изследване на свръхпроводимостта.Устройството работи в екстремни мащаби на пространство, време и енергия - милиарди от метър, квадрилиони от секунда и трилиони електромагнитни вълни в секунда, съобщават разработчиците.

Наноскопът може да фокусира до около 20 nm,работещи при температури под температурата на течния хелий и в силни магнитни полета. Това е достатъчно, за да добиете представа за свръхпроводящите свойства на материалите при тези екстремни условия, казват авторите. Проучването ще помогне и ще подобри производителността на квантовите изчисления.

Устройството се състои от система за управление,лазерен източник, лабиринт от огледала, които образуват оптичен път за светлина, която пулсира с трилиони цикли в секунда. Свръхпроводящ магнит, заобикалящ пространството с пробата, генерира магнитно поле до 5 T, а специално изработен микроскоп за атомна сила позволява да се изследват материали, охладени до температурата на течен хелий (около 1,8 K).

Схема на експерименталната постановка. Изображение: Richard H. J. Kim et al., arXiv

Технология, станала възможна благодарение на откритиетосветлинно индуцирани вибрации в полупроводници. Възможността за контролиране на свръхпроводимостта в полупроводниците на основата на желязо с помощта на светлина, съобщават изследователите в статия, публикувана в списание Nature.

Потенциално устройството може да визуализиратунелиране на свръхтокове в единични Джоузефсонови преходи, тоест за показване на движението на електрони през бариера, разделяща два свръхпроводника, отбелязват изследователите. Разбирането на тези процеси ще помогне за подобряване на производителността на кубитите и ефективността на квантовите изчисления, добавят те.

Чрез анализиране на нови набори от експериментални данни можем да разработим усъвършенствани томографски техники за наблюдение на квантово заплетени състояния в свръхпроводници, контролирани от светлина.

Илиас Перакис, професор по физика в Университета на Алабама в Бирмингам и съавтор на проекта

Прочетете още:

Учени от зоната на вечната замръзналост: как разработват умни дрехи и ваксина срещу рак

„Живите мъртви“ са съществували преди милиони години: учени разказаха как са се появили

Яйцето беше изпуснато от космоса: вижте какво се случи с него