V Holandsku vznikl jednosměrný supravodič, bude další počítačová revoluce?

Objev byl popsán v časopise Nature a jedná se o výsledek práce holandských výzkumníků pod vedením Mazhara Aliho z TU Delft. Supravodiče přitom dobře známe jako bezeztrátové vodiče elektrického náboje, což automaticky znamená, že nemají žádný odpor a ani se v nich netvoří ztrátové teplo. Na TU Delft byl ale vytvořen takový, který je supravodivý jen jedním směrem a opačným směrem tok proudu přinejmenším silně omezuje, čili z tohoto pohledu se jedná o supravodivou diodu. 

 

 

Supravodiče a polovodičové součástky, které nějakým způsobem omezují tok proudu, tak logicky nejdou moc dobře dohromady, neboť z podstaty supravodivosti nelze tok omezovat, když tu chybí jakýkoliv odpor. To už ale díky výzkumníkům z TU Delft tak úplně neplatí.

 

Použit tu byl Josephsonův jev, který představuje v rámci zvláštního případu tunelového jevu vznik elektrického proudu mezi supravodiči, jež jsou odděleny velice tenkou vrstvou izolantu. Využit tu byl "kvantový materiál" a dle toho autoři mluví o “Quantum Material Josephson Junctions” a nebo také o Josephsonově diodě. 

 

Mluvíme konkrétně o Nb₃Br₈, což je stejně jako grafen 2D materiál v tom smyslu, že jej tvoří jen jedna vrstva atomů, čili tenčí už být nemůže. Pomocí tohoto materiálu lze usměrnit tok elektronů v supravodiči, což si můžeme v analogii představit třeba jako hlazení kočky po a proti směru srsti. 

 

Nám ovšem půjde především o to, co by takové využití supravodičů mohlo znamenat v počítačové technice. Pokud by jimi bylo možné nahradit klasické polovodiče, dalo by se tím dosáhnout 300 až 400x vyšších pracovních taktů s tím, že energetická efektivita by byla nesrovnatelná a celosvětově by zajistila výrazný pokles spotřeby energie. To je ale pochopitelně jen hezká představa, zatímco my žijeme v realitě křemíkových čipů a klasických vodičů. Navíc je tu jedna maličkost, a sice potřebné provozní teploty.

 

Na TU Delft nyní pracují na tom, aby bylo možné Josephsonovu diodu provozovat alespoň jako “High Tc Superconductor”, čili při teplotě -192 °C. To by umožnilo pracovat s prostým chlazením pomocí tekutého dusíku, zatímco nyní jsou zapotřebí ještě nižší teploty. A to pochopitelně nehledě na to, že z laboratorního úspěchu k praktickému nasazení v logických čipech, byť třeba jen v sálových počítačích, je cesta ještě daleká.