Наука 17 октября 2026, 00:15 МСК

Одноатомные выступы позволили направлять квантовые вихри в сверхпроводнике

Исследователи NIMS (Япония) показали, что ступеньки высотой в один атом облегчают движение квантовых вихрей вдоль них более чем в 1000 раз.

Вихри Джозефсона возникают там, где магнитное поле проникает в сверхпроводник, и при движении могут создавать сопротивление. Управлять ими было сложно, особенно в перспективных двумерных сверхпроводниках.

Учёные из Центра MANA изучали атомарно тонкий слой индия на кремниевой поверхности Si(111) с регулярными ступеньками. Наблюдения вели сканирующим туннельным микроскопом. При определённых условиях вихри двигались вдоль ступенек в тысячу с лишним раз легче, чем поперёк. При индукции поля примерно 0,10–0,20 Тл энергетический барьер вдоль ступенек падал почти до нуля.

Эффект регулируется температурой и магнитным полем, а при самых низких температурах заметную роль играет квантовое туннелирование. Для практического применения нужны дальнейшие разработки, но подход может помочь создавать сверхпроводящую электронику с меньшим энергопотреблением.

• Движение вдоль ступенек легче более чем в 1000 раз
• Поле 0,10–0,20 Тл снижает барьер почти до нуля