تولید حسگری برای اندازه گیری میدان های مغناطیسی بسیار کوچک - مجله ابوذریون

به گزارش خبرنگار خبرنگاران، به نقل از phys.org، محققان دانشگاه باث در بریتانیا راهی برای ساختن دستگاه های پره تک کریستالی یافته اند که بسیار نازک و بدون عیب هستند که عملکرد بهتری را در مدار های کامپیوترهای کوانتومی ارائه می کنند. نتایج این مطالعه در ماه جاری در مجله Nano Letters منتشر شده است. گروهی از دانشمندان دپارتمان فیزیک دانشگاه حین کاوش در محل اتصال دو لایه ابررسانا نیوبیوم دیزلنید (NbSe2) و پس از جدا شدن این لایه ها، پیچاندن حدود 30 درجه نسبت به یکدیگر و سپس چسباندن دوباره به هم، این کشف را انجام دادند. در جریان شکاف، پیچاندن و ترکیب مجدد دو لایه، محققان توانستند یک دستگاه تداخل سنج کوانتومی ابررسانا (SQUID) بسازند. این وسیله یک حسگر بسیار حساس که برای اندازه گیری میدان های مغناطیسی بسیار کوچک استفاده می شود.

SQUID ها کاربرد های مهمی در زمینه های گسترده از جمله مراقبت های بهداشتی (آزمایشی که عملکرد مغز را ترسیم می کند) و اکتشاف مواد معدنی دارند. همچنین SQUIDS بلوک های سازنده کامپیوتر های کوانتومی تجاری امروزی هستند، ماشین هایی که وظایف محاسباتی خاص را بسیار سریعتر از کامپیوتر های کلاسیک انجام می دهند. محاسبات کوانتومی هنوز در مراحل ابتدایی خود هستند، اما در دهه های آینده، احتمالاً ظرفیت حل مسئله شرکت ها و سازمان ها در بسیاری از بخش ها را متحول خواهند کرد. به عنوان مثال می توان به ردیابی سریع و کشف دارو ها، مواد نو اشاره کرد.

پروفسور سایمون بندینگ گفت: به دلیل سطوح اتمی کامل این مواد که تقریباً عاری از نقص هستند ما می بینیم که دانه های کریستالی نقش مهمی در ساخت رایانه های کوانتومی آینده دارند. همچنین، SQUID ها برای مطالعات زیست شناسی ایده آل هستند، به عنوان مثال آن ها اکنون برای ردیابی جهت دارو های دارای برچسب مغناطیسی از طریق روده استفاده می شوند؛ بنابراین ما بسیار هیجان زده هستیم که دستگاه های الکترونیکی را در این زمینه توسعه دهیم. این یک رویکرد کاملا نو و ناشناخته برای ساخت SQUID ها است و تحقیقات زیادی نیاز است تا این برنامه ها به واقعیت تبدیل شوند.

تکه هایی که ابررسانا های Bath از آن ها ساخته می شوند، تک کریستال هایی در حدود 10 هزار برابر نازک تر از موی انسان هستند که به راحتی خم می شوند. این نازکی سبب می شود تا آن ها برای ادغام و انعطاف پذیری در الکترونیک از جمله صفحه کلید کامپیوتر، نمایشگر های نوری، سلول های خورشیدی و قطعات مختلف خودرو مناسب باشند. از آنجایی که پیوند های بین لایه های NbSe2 بسیار ضعیف هستند، تکه های بریده شده و دارای سطوح کاملاً صاف و بدون نقص وقتی دوباره به هم فشار می آورند، رابط های اتمی نیز ایجاد می کنند. این اولین باری نیست که لایه های NbSe2 برای ایجاد یک پیوند ابررسانا ضعیف به هم متصل می شوند.

البته این اولین نمایش تداخل کوانتومی بین دو اتصال از این قبیل است که در یک جفت لایه ها به هم متصل می شوند. تکه های پیچ خورده این تداخل کوانتومی به محققان این امکان را داده است تا با اعمال یک میدان مغناطیسی کوچک، حداکثر ابر جریانی را که می تواند از طریق SQUID هایشان عبور کند، تعدیل و یک حسگر میدان بسیار حساس ایجاد کنند. آن ها همچنین نشان دادند که ویژگی های دستگاه هایشان را می توان به طور سیستماتیک با تغییر زاویه پیچش بین دو تکه تنظیم کرد.

بیشتر بخوانید