Tech

วิธีใหม่ในการทำอุปกรณ์เกล็ดผลึกเดี่ยว

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบาธได้ค้นพบวิธีสร้างอุปกรณ์ผลึกเดี่ยวที่บางและไม่มีข้อบกพร่อง อุปกรณ์เหล่านี้สามารถสร้างส่วนประกอบที่ดีขึ้นสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้ การค้นพบนี้เกิดขึ้นขณะสำรวจจุดเชื่อมต่อระหว่างไนโอเบียม diselenide (NbSe2) ตัวนำยิ่งยวด 2 ชั้น หลังจากที่ชั้นเหล่านี้ถูกแยกออกจากกัน บิดประมาณ 30 องศาโดยสัมพันธ์กัน จากนั้นจึงประทับตรากลับเข้าด้วยกัน นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการพัฒนาอุปกรณ์ควอนตัมอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แบบตัวนำยิ่งยวด (SQUID) ในการแยก บิด และรวมตัวของสองชั้น อุปกรณ์รบกวนควอนตัมตัวนำยิ่งยวด (SQUID) เป็นส่วนประกอบที่สำคัญในการพัฒนาระบบการวัดทางไฟฟ้าและแม่เหล็กที่ไวต่อแสง ในความเป็นจริงแล้ว เซ็นเซอร์เหล่านี้มีความไวในการวัดสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก สิ่งนี้ทำให้มีประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่นการตรวจสุขภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการสำรวจแร่ ศาสตราจารย์ Simon Bending ผู้ทำการวิจัยร่วมกับปริญญาเอกของเขา เลียม ฟาร์ราร์ นักศึกษากล่าวว่า “เนื่องจากพื้นผิวที่สมบูรณ์แบบของอะตอม ซึ่งแทบไม่มีข้อบกพร่องเลย เราจึงเห็นศักยภาพที่เกล็ดผลึกของเรามีบทบาทสำคัญในการสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมแห่งอนาคต” “นอกจากนี้ ปลาหมึกยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาทางชีววิทยา—เช่น ตอนนี้กำลังถูกใช้เพื่อติดตามเส้นทางของยาที่ติดฉลากแม่เหล็กผ่านลำไส้—ดังนั้นเราจึงรู้สึกตื่นเต้นมากที่จะได้เห็นว่าอุปกรณ์ของเราสามารถพัฒนาในด้านนี้ได้อย่างไร ” “งานเกี่ยวกับปลาหมึกที่ทำโดยใช้เกล็ด NbSe2 นี้เป็นจุดเริ่มต้นของการเดินทางเป็นอย่างมาก นี่เป็นแนวทางใหม่ที่ยังไม่ได้สำรวจในการสร้าง SQUID และยังต้องมีการค้นคว้าวิจัยอีกมากก่อนที่แอปพลิเคชันเหล่านี้จะกลายเป็นจริง” นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาอุปกรณ์เกล็ดผลึกเดี่ยวโดยใช้ผลึกเดี่ยวที่บางมาก คริสตัลบางกว่าเส้นผมมนุษย์ 10,000 เท่า เนื่องจากดัดงอได้ง่าย จึงสามารถใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่นได้ สะเก็ดสร้างส่วนต่อประสานที่คมชัดของอะตอมระหว่างชั้นของ NbSe2 ทำให้เหมาะที่จะใช้ในการคำนวณควอนตัม อย่างไรก็ตาม นี่เป็นการสาธิตครั้งแรกของการรบกวนควอนตัมระหว่างทางแยกสองจุดที่มีลวดลายเป็นเกลียวคู่ สิ่งนี้สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถปรับกระแสซุปเปอร์สูงสุดผ่าน SQUID ของพวกเขาได้โดยใช้สนามแม่เหล็กขนาดเล็ก สร้างเซ็นเซอร์สนามที่อ่อนแอ การอ้างอิงวารสาร: Liam S. Farrar et al., Superconducting Quantum Interference in Twisted van der Waals Heterostructures, Nano Letters (2021) ดอย: 10.1021/acs.nanolett.1c00152

Back to top button