Генерация сверхбыстрых магнитных шагов для когерентного управления

Исследователи из Института структуры и динамики материи Макса Планка (MPSD) разработали инновационный метод изучения сверхбыстрого магнетизма в материалах. Они продемонстрировали генерацию и применение ступенчатых магнитных полей, при которых магнитное поле включается за считанные пикосекунды. Работа опубликована в журнале Nature Photonics.

Скрытое сверхпроводящее состояние в NbSe₂

Обнаружен неожиданный сверхпроводящий переход в чрезвычайно тонких пленках диселенида ниобия (NbSe₂). В публикации в Nature Communications уведомляется, что когда эти пленки становятся тоньше шести атомных слоев, сверхпроводимость больше не распространяется равномерно по всему материалу, а вместо этого ограничивается его поверхностью. Это открытие бросает вызов предыдущим предположениям и может иметь важные последствия для понимания сверхпроводимости и разработки передовых квантовых технологий.

Электронные ротоны, обнаруженные впервые, демонстрируют образование кристаллитов Вигнера в двумерной электронной жидкости

Учёные из Университета Ёнсе представили доказательства кристаллизации Вигнера и связанных с ней электронных ротонов. В работе, опубликованной в журнале Nature, профессор Кеун Су Ким и его команда для анализа черного фосфора, легированного щелочными металлами, использовали фотоэмиссионную спектроскопию с угловым разрешением (ARPES). Результаты выявили апериодические изменения энергии, что является отличительным признаком электронных ротонов.

Фазовый переход под давлением в халькогенидах свинца вызывает одновременную отрицательную фотопроводимость и сверхпроводимость

Исследовательская группа под руководством профессора Ван Сяньлуна и доктора Ван Пэя из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук обнаружила одновременную отрицательную фотопроводимость (NPC) и сверхпроводимость посредством структурного перехода, вызванного давлением, в PbSe₀.₅Te₀.₅ (халькогенид свинца). Работа опубликована в журнале Advanced Materials. Было обнаружено, что переход PPC–NPC (от положительной к отрицательной фотопроводимости), вызванный давлением, возникает из-за сильного неравновесного распределения возбужденных носителей. Это происходит из-за усиленного электрон-фононного взаимодействия, возникающего в результате фототермического эффекта, который снижает концентрацию и подвижность носителей. Расчеты теории функционала плотности доказали, что резко улучшенные p–p и s–p гибридизации приводят к усилению электрон-фононного взаимодействия на уровне Ферми, облегчая переход полупроводника в сверхпроводник. Структурно-зависимая сверхпроводимость и NPC переключаются посредством электрон-фононного взаимодействия, опосредованного давлением, при освещении или охлаждении.

Полностью оптическое сверхпроводящее считывание кубитов

В яростной гонке за за масштабируемыми квантовыми компьютерами группа физиков из команды профессора Йоханнеса Финка из Институте науки и технологий Австрии (ISTA) сумела преодолеть важное ограничение — добилась полностью оптического считывания сверхпроводящих кубитов, выведя технологию за пределы ее нынешних ограничений, и значительно сократила количество криогенного оборудования. Их выводы опубликованы в журнале Nature Physics.

Признаки сверхпроводимости в тонких плёнках при комнатной температуре и боковом сжатии

Учёным из Стэнфорда и SLAC под руководством Гарольда Хванга, директора Стэнфордского института материаловедения и энергетических наук (SIMES) удалось стабилизировать сверхпроводимость в никелата (тонких плёнках) при комнатной температуре. Вместо того чтобы применять внешнее давление, исследователи использовали подложки — материалы, которые поддерживают тонкие пленки, но также добавили боковое сжатие, заставляя атомную структуру никелата корректироваться во время роста. Результаты опубликованы в журнале Nature.

Ограничения астрофизического уравнения состояния в цветовой сверхпроводящей щели

Образование пар (спаривание) кварков при чрезвычайно высокой плотности, так же как и электроны в сверхпроводнике, называется цветовой сверхпроводимостью. Силу спаривания внутри цветного сверхпроводника трудно рассчитать, и учёные давно знают связь силы с давлением плотной материи. Измерение размера нейтронных звезд и того, как они деформируются во время слияний, сообщает нам их давление и подтверждает, что нейтронные звезды действительно являются самой плотной видимой материей во Вселенной. В работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, чтобы вывести свойства кварковой материи при еще более высоких плотностях (где материя наверняка является цветным сверхпроводником), были использованы наблюдения нейтронных звезд. Представление о давлении и плотности в ядрах различных нейтронных звезд дали наземные радиотелескопы NICER и LIGO/Virgo.

Квантовый холодильник с термическим приводом автономно сбрасывает сверхпроводящий кубит

Учёные из Технологического университета Чалмерса (Швеция) и Университета Мэриленда (США) разработали новый тип холодильника, который может автономно охлаждать сверхпроводящие кубиты для записи низких температур, открывая путь для более надежных квантовых вычислений. Устройство описано в статье журнала Nature Physics. Квантовый холодильник основан на сверхпроводящих схемах и питается от тепла из окружающей среды. Он может охлаждать целевой кубит до 22 милликельвинов без внешнего управления. Учёные смогли увеличить вероятность того, что кубит будет находиться в основном состоянии перед вычислением, до 99,97%, что значительно лучше, чем то, чего могли достичь предыдущие методы, то есть между 99,8 и 99,92%. Разница небольшая, но при выполнении нескольких вычислений она приводит к значительному повышению производительности.

Квантовый пробой сверхпроводимости первого порядка в аморфном сверхпроводнике

Группа физиков из Университета Гренобля в Альпах (CNRS) во Франции в сотрудничестве с коллегой из Технологического института Карлсруэ в Германии наблюдала странный квантовый фазовый переход в пленках оксида индия. В своем исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, группа использовала микроволновую спектроскопию для изучения внутренних свойств и поведения пленок оксида индия при их переходе между сверхпроводящим и изолирующим состояниями.

Определены энергетические параметры новых сверхпроводников

Сотрудники кафедры физики низких температур и сверхпроводимости физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова впервые исследовали сверхпроводящие (СП) свойства высокотемпературных железосодержащих пниктидов нового семейства 1144 — CaKFe4As4 — и напрямую определили его фундаментальные энергетические параметры. Статья опубликована в журнале «Письма в ЖЭТФ» и отмечена как «Выбор редакции». Работа проводилась при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (грант No 075-15-2021-1353).