นักฟิสิกส์ระดับนานาชาติกลุ่มหนึ่งได้แสดงให้เห็นว่าวัสดุเชิงกลควอนตัมชั้นบางมากที่ประกบระหว่างตัวนำยิ่งยวดสองชิ้นสามารถนำไฟฟ้าโดยมีหรือไม่มีความต้านทานขึ้นอยู่กับทิศทางของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ทีมงานกล่าวว่า ใหม่ทำงานโดยไม่มีสนามแม่เหล็ก และอาจนำไปสู่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รุ่นใหม่ที่เร็วขึ้นและประหยัดพลังงานมากขึ้น ไดโอดทั่วไปถูกนำไปใช้งานหลากหลาย รวมถึง
การแปลงกระแสสลับ
เป็นกระแสตรง การดีมอดูเลชันของสัญญาณวิทยุ และเป็นส่วนประกอบภายในลอจิกเกต มักทำจากจุดเชื่อมต่อ ap–n; นั่นคือจากชิ้นส่วนของซิลิกอนที่เจือด้วยบวกและลบเข้าด้วยกัน เมื่อมี “รู” ส่วนเกินบางส่วน (บริเวณที่มีประจุบวก) และอิเล็กตรอนรวมกัน บริเวณรอบๆ รอยต่อจะกลายเป็นฉนวน
เช่น ซิลิกอนที่ไม่ได้เจือ ผลลัพธ์ที่ได้คืออุปกรณ์ที่นำไฟฟ้าในทิศทางเดียวเมื่อขั้วลบของแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับบริเวณ n-type ในลักษณะที่อิเล็กตรอนถูกผลักเข้าไปในบริเวณ p-type ความสามารถในการส่งกระแสทางเดียวดังกล่าวในวงจรตัวนำยิ่งยวดสามารถประหยัดพลังงานได้เป็นจำนวนมาก
ตัวนำยิ่งยวดเป็นวัสดุที่นำไฟฟ้าได้โดยไม่มีความต้านทานเมื่อเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต ซึ่งอิเล็กตรอนจะก่อตัวเป็นคู่ที่มีพลังมากซึ่งเคลื่อนผ่านโครงตาข่ายคริสตัลของวัสดุได้โดยไม่ถูกกีดขวาง ตัวอย่างเช่น ใช้เพื่อสร้างบิตสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมและในแม่เหล็กแรงสูง เนื่องจากสวิตช์ตัวนำยิ่งยวด
มีความเร็วเป็นพิเศษ ไดโอดตัวนำยิ่งยวดจึงอาจทำให้อุปกรณ์ทำงานเร็วขึ้นได้เช่นกัน นักวิทยาศาสตร์ได้สาธิตวิธีสร้างไดโอดตัวนำยิ่งยวดแล้ว ในปี พ.ศ. 2563 นักวิจัยในญี่ปุ่นสังเกตเห็นกระแสของตัวนำยิ่งยวดที่ไหลทางเดียวผ่านโลหะสามชนิดที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติ
โดยธรรมชาติของวัสดุมากกว่าการมีอยู่ของจุดเชื่อมต่อ แต่เช่นเดียวกับการสาธิตอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน ความสำเร็จของพวกเขาอาศัยการใช้สนามแม่เหล็กทั่วทั้งวัสดุการไหลแบบไม่มีสนามในงานล่าสุดในเนเธอร์แลนด์และเพื่อนร่วมงานในยุโรป สหรัฐอเมริกา และจีนทราบว่าฟิลด์ดังกล่าวจำเป็น
สำหรับการดำเนินการ
ทำลายสมมาตรซึ่งจำเป็นสำหรับการไหลของกระแสทิศทางเดียว ตัวนำ “ไม่สมมาตรศูนย์กลาง” ที่ใช้ในการสาธิตในปี 2020 ทำลายความสมมาตรเชิงพื้นที่ ซึ่งหมายความว่าตัวนำจะแยกความแตกต่างระหว่างอิเล็กตรอนที่มีโมเมนตัมบวกและลบ นอกจากนี้ อย่างไรก็ตาม ระบบยังต้องทำลายความสมมาตร
ทางโลกด้วย ซึ่งทำให้อิเล็กตรอนสปินอัพที่มีโมเมนตัมเป็นบวกมีพฤติกรรมแตกต่างจากอิเล็กตรอนแบบสปินดาวน์ที่มีโมเมนตัมเป็นลบ สมาชิกกลุ่มได้แสดงวิธีแยกสมมาตรทั้งสองประเภทโดยใช้ทางแยก ประเภทใหม่ ชุมทางโจเซฟสันปกติประกอบด้วยชั้นฉนวนบางมาก (หรือไม่มีตัวนำยิ่งยวด)
คั่นกลางระหว่างชั้นตัวนำยิ่งยวดสองชั้น ในโครงสร้างนี้ คู่ของอิเล็กตรอนตัวนำยิ่งยวดสามารถขุดอุโมงค์ข้ามช่องว่างระหว่างพวกมันได้ตราบเท่าที่กระแสยังคงอยู่ต่ำกว่าขีดจำกัดที่กำหนดอุปกรณ์ใหม่นี้ประกอบด้วยเกล็ดของไนโอเบียมโบรไมด์ซึ่งมีความหนาเพียงไม่กี่อะตอมซึ่งอยู่ระหว่างชั้นของวัสดุตัวนำ
ยิ่งยวด ไนโอเบียมไดเซเลไนด์ ไนโอเบียมโบรไมด์ที่ผลิตโดยสมาชิกในกลุ่มที่มหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ในสหรัฐอเมริกา เป็นวัสดุควอนตัมสองมิติเหมือนกับกราฟีน และคาดการณ์ว่าจะมีไดโพลไฟฟ้าสุทธิ ดังนั้นจึงแสดงการแบ่งสมมาตรที่จำเป็นในการสร้างไดโอดตัวนำยิ่งยวด
จากการทดลองหลายชุดที่อุณหภูมิต่ำถึง 20 มิลลิเคลวิน นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ดังกล่าวทำหน้าที่เป็นตัวนำยิ่งยวดเมื่อกระแสไหลในทิศทางหนึ่งในขณะที่แสดงพฤติกรรมต้านทานตามปกติในอีกทิศทางหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขายืนยันว่าไม่จำเป็นต้องใช้สนามแม่เหล็กเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์
ไดโอดนี้
ซึ่งแสดงว่าในขณะที่เอฟเฟกต์มีฟิลด์เป็นศูนย์ มันจะหายไปเมื่อจุดเชื่อมต่อสัมผัสกับฟิลด์ที่สูงขึ้นกลไกที่ไม่แน่นอนAli และเพื่อนร่วมงานรายงานว่าพวกเขาได้รวบรวมข้อมูลที่คล้ายกันมากโดยใช้วัสดุจากแบทช์ต่างๆ ที่วิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการต่างๆ ทำให้พวกเขามั่นใจว่าผลลัพธ์ไม่ได้เกิดจาก
สิ่งประดิษฐ์ของการตั้งค่าการทดลองหรือข้อผิดพลาดของผู้ใช้ อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่แน่ใจเกี่ยวกับกลไกทางกายภาพที่อยู่เบื้องหลังผลกระทบ พวกเขาคิดว่าโพลาไรเซชันภายในอุปกรณ์สามชั้นทำให้เกิดผลคล้ายกับจุดต่อ p-n ของไดโอดปกติ แต่บอกว่าจำเป็นต้องมีงานทางทฤษฎีและงานทดลอง
เพิ่มเติมเพื่อยืนยันแนวคิดนี้พวกเขาเสริมว่าการสร้างอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงจะเกี่ยวข้องกับการแทนที่ไนโอเบียมไดเซเลไนด์ด้วยตัวนำยิ่งยวดที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า โดยควรสูงกว่า 77 เคลวิน ซึ่ง ณ จุดนั้น พวกเขาสามารถใช้การทำความเย็นด้วยไนโตรเจนเหลวที่มีราคาค่อนข้างถูกได้
นอกจากนี้ พวกเขายังจำเป็นต้องขยายการผลิตจากอุปกรณ์จำนวนหนึ่งที่พวกเขาสร้างขึ้นสำหรับการทดลองในห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงชิปที่ประกอบด้วยไดโอด นับล้านตัวหากพวกเขาทำสำเร็จ พวกเขาคิดว่าเทคโนโลยีของพวกเขาอาจมีการใช้งานเชิงพาณิชย์ที่สำคัญ แม้ว่ามีแนวโน้มว่าจะซับซ้อนเกินไป
สำหรับการใช้งานในคอมพิวเตอร์ในประเทศ แต่พวกเขากล่าวว่าไดโอดของพวกเขาอาจเหมาะสมอย่างยิ่งกับสิ่งอำนวยความสะดวกแบบรวมศูนย์ เช่น ฟาร์มเซิร์ฟเวอร์หรือซูเปอร์คอมพิวเตอร์ “โครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่สามารถปรับเปลี่ยนได้โดยไม่เสียค่าใช้จ่ายมากเกินไปในการทำงานกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว ประเทศญี่ปุ่นถือว่างานล่าสุดเป็น “ความก้าวหน้าครั้งใหญ่” ในการพัฒนาไดโอดตัวนำยิ่งยวด เขาคิดว่าการวัดการตอบสนองของวัสดุควอนตัมที่มีตัวนำยิ่งยวดและไม่ใช่ตัวนำยิ่งยวดซึ่งมีทิศทางสัมพัทธ์แตกต่างกันสามารถช่วยเปิดเผยกลไกทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับเอฟเฟกต์ไดโอดที่ปราศจากสนามซึ่งจะทำให้เข้าใจถึงคุณสมบัติที่แปลกใหม่อื่น ๆ ของดังกล่าว วัสดุ.
แนะนำ 666slotclub / hob66
