Исследователи из Японского национального института материаловедения обнаружили способ управления квантовыми вихрями в сверхпроводниках с помощью выступов высотой в один атом. Эти структуры действуют как направляющие пути, облегчая движение вихрей внутри ультратонких материалов.
В ходе экспериментов изучался слой индия на поверхности кремния. С помощью сканирующего туннельного микроскопа ученые зафиксировали, что при определенных условиях вихри перемещаются вдоль атомных ступенек в 1000 раз легче, чем поперек них.
Эффект направленного движения регулируется изменением температуры или магнитного поля. При индукции магнитного поля от 0,10 до 0,20 Тл энергетический барьер для движения вдоль выступов снижается почти до нуля, что позволяет вихрям перемещаться без закрепления на дефектах.
При минимальных температурах на движение вихрей начинает влиять квантовое туннелирование. Полученные результаты могут лечь в основу разработки энергоэффективной сверхпроводящей электроники нового поколения, способной быстрее обрабатывать информацию.
