Utviklet mikroskop som kan se elektrontunnelering

Amerikanske ingeniører har utviklet et kryogent magnetisk terahertz skanningsoptisk mikroskop

nærfelt for å studere superledning.Enheten opererer på ekstreme skalaer av rom, tid og energi - milliarddeler av en meter, kvadrillioner av et sekund og billioner av elektromagnetiske bølger per sekund, rapporterer utviklerne.

Nanoskopet kan fokusere ned til omtrent 20 nm,opererer ved temperaturer under temperaturen til flytende helium og i sterke magnetiske felt. Dette er nok til å få en ide om de superledende egenskapene til materialer under disse ekstreme forholdene, sier forfatterne. Studien vil hjelpe og forbedre ytelsen til kvantedatabehandling.

Enheten består av et kontrollsystem,en laserkilde, en labyrint av speil som danner en optisk bane for lys som pulserer med billioner av sykluser per sekund. En superledende magnet som omgir rommet med prøven genererer et magnetfelt på opptil 5 T, og et spesiallaget atomkraftmikroskop gjør det mulig å studere materialer avkjølt til flytende heliumtemperatur (ca. 1,8 K).

Oppsett av forsøksoppsettet. Bilde: Richard H. J. Kim et al., arXiv

Teknologi gjort mulig av oppdagelsenlysinduserte vibrasjoner i halvledere. Muligheten for å kontrollere superledning i jernbaserte halvledere ved hjelp av lys, rapporterer forskerne i en artikkel publisert i tidsskriftet Nature.

Potensielt er enheten i stand til å visualiseretunnelering av superstrømmer i enkelt Josephson-kryss, det vil si for å vise bevegelsen av elektroner gjennom en barriere som skiller to superledere, bemerker forskerne. Å forstå disse prosessene vil bidra til å forbedre ytelsen til qubits og effektiviteten til kvanteberegning, legger de til.

Ved å analysere nye sett med eksperimentelle data kan vi utvikle avanserte tomografiteknikker for å observere kvantesammenfiltrede tilstander i lyskontrollerte superledere.

Ilias Perakis, professor i fysikk ved University of Alabama i Birmingham og medforfatter av prosjektet

Les mer:

Forskere fra permafrostsonen: hvordan de utvikler smarte klær og en kreftvaksine

"The Walking Dead" eksisterte for millioner av år siden: forskere fortalte hvordan de dukket opp

Egget ble sluppet fra verdensrommet: se hva som skjedde med det