Kvantni preboj za prihodnost elektronike

Josephsonova spoja, kvantne naprave iz dveh superprevodnikov in tanke neprevodne plasti, so zdaj mogoče izdelati z različnimi oblikami germanija: superprevodnim (zlata barva), polprevodnim (modra) in superprevodnim germanijem na ravni rezin. Na tej osnovi je mogoče ustvariti milijone kvantnih pikslov velikosti 10 mikrometrov.

Že desetletja znanstveniki poskušajo ustvariti polprevodnike, ki bi bili tudi superprevodniki. Tu gre za materiale, ki prenašajo električni tok brez upora. Če bi germanij ali silicij postal superprevoden, bi to omogočilo hitrejše in učinkovitejše čipe ter kvantne naprave.

V novi študiji, objavljeni v Nature Nanotechnology, je mednarodna ekipa uspela ustvariti obliko germanija, ki prevaja elektriko brez izgube energije pri 3,5 Kelvinih (–270 °C). To bi lahko močno izboljšalo zmogljivost elektronike in zmanjšalo porabo energije. Po besedah fizika J. Shabanija z NYU bi superprevodni germanij lahko revolucioniral potrošniške in industrijske tehnologije. Peter Jacobson z Univerze Queensland dodaja, da bi to lahko pospešilo razvoj kvantnih vezij in senzorjev.

Raziskovalci so germanij obogatili z galijem, kar običajno destabilizira kristal. S pomočjo natančne epitaksije in rentgenske analize so galijeve atome uspešno vključili v kristalno mrežo germanija, kar je omogočilo nastanek superprevodnosti. Projekt je vključeval tudi ETH Zürich in Ohio State University ter prejel podporo ameriškega letalskega raziskovalnega urada.