Учёные разработали простой диод, пропускающий ток практически без сопротивления, работающий в широком диапазоне температур и не требующий мощного охлаждения. Несмотря на то что устройство пока на ранней стадии разработки, оно уже превосходит все известные аналоги.
Диодные устройства повсеместно используются в вычислительных системах, но их главный недостаток заключается в том, что они сильно нагреваются из-за электрического сопротивления. Поэтому для их охлаждения нужны мощные СО, которые потребляют огромное количество энергии. Но инженеры выяснили, что диодный эффект может возникать и в обычных тонких плёнках сверхпроводников под воздействием слабого магнитного поля.
Исследователи использовали наноскопически тонкий слой ванадия, которому придали структуру, характерную для микроэлектроники (полосу Холла). Под воздействием магнитного поля, сопоставимого с земным, в таких плёнках наблюдался диодный эффект. Дальше инженеры покрыли сверхпроводниковую плёнку ферромагнетиком, который создавал собственное поле при приложении крошечного магнита. При этом эффект сохранялся даже после отключения исходного магнитного поля.
Это доказало, что краевая асимметрия в сверхпроводящих диодах, эффект экранирования Мейснера, присутствующий во всех сверхпроводниках, и свойство сверхпроводников, известное как закрепление вихрей, привели к формированию диодного эффекта без побочных эффектов.
«Эта работа является важным контрапунктом нынешней моде связывать сверхпроводящие диоды с экзотической физикой. В то время как на самом деле сверхпроводящий диод — обычное и широко распространённое явление, присутствующее в классических материалах в результате определённых нарушений симметрии», — сказал Филип Молл, соавтор исследования.
На данный момет исследователи активно работают над созданием аналогов компонентов микроэлектроники из сверхпроводников.
