Amerikanische Ingenieure haben ein kryogenes magnetisches Terahertz-Rastermikroskop entwickelt
Das Nanoskop kann bis auf etwa 20 nm fokussieren,Betrieb bei Temperaturen unterhalb der Temperatur von flüssigem Helium und in starken Magnetfeldern. Das reiche aus, um sich ein Bild von den supraleitenden Eigenschaften von Materialien unter diesen extremen Bedingungen zu machen, sagen die Autoren. Die Studie wird dazu beitragen und die Leistung von Quantencomputern verbessern.
Das Gerät besteht aus einem Steuersystem,eine Laserquelle, ein Labyrinth aus Spiegeln, die einen optischen Pfad für Licht bilden, das mit Billionen von Zyklen pro Sekunde pulsiert. Ein supraleitender Magnet, der den Raum mit der Probe umgibt, erzeugt ein Magnetfeld von bis zu 5 T, und ein speziell angefertigtes Rasterkraftmikroskop ermöglicht die Untersuchung von Materialien, die auf die Temperatur von flüssigem Helium (ca. 1,8 K) abgekühlt sind.
Schema des Versuchsaufbaus. Bild: Richard H. J. Kim et al., arXiv
Technologie, die durch die Entdeckung ermöglicht wurdelichtinduzierte Schwingungen in Halbleitern. Über die Möglichkeit, die Supraleitung in eisenbasierten Halbleitern mit Hilfe von Licht zu steuern, berichten die Forscher in einem im Fachblatt „Nature“ erschienenen Artikel.
Potenziell ist das Gerät in der Lage zu visualisierenTunneln von Supraströmen in einzelnen Josephson-Übergängen, das heißt, um die Bewegung von Elektronen durch eine Barriere anzuzeigen, die zwei Supraleiter trennt, stellen die Forscher fest. Das Verständnis dieser Prozesse wird dazu beitragen, die Leistung von Qubits und die Effizienz von Quantencomputern zu verbessern, fügen sie hinzu.
Durch die Analyse neuer Versuchsdatensätze können wir fortschrittliche Tomographietechniken entwickeln, um quantenverschränkte Zustände in lichtgesteuerten Supraleitern zu beobachten.
Ilias Perakis, Physikprofessor an der University of Alabama in Birmingham und Co-Autor des Projekts
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