Jo 1980-luvulla löydetyt korkean lämpötilan suprajohtimet eli kupraatit kumosivat teorian, että suprajohtavat materiaalit kuljettavat sähkövirtaa vain lähes absoluuttisissa lämpötiloissa. Vuosikymmenten ajan tutkijoita on kuitenkin hämmentänyt joidenkin kupraattien kyky suprajohtaa sähköä yli 100 Kelvinin lämpötiloissa. Nyt Yhdysvaltain energiaministeriön Lawrence Berkeleyn kansallisen laboratorion tutkijat (Berkeley Lab) ovat tuoneet esiin yhden kupraattien epätavallisista ominaisuuksista: ja vastaus tuli odottamattomasta lähteestä eli elektronin spineistä.
Berkeley Labin Alessandra Lanzaran johtama ryhmä ja Berkeleyn yliopiston fysiikan professori Charles Kittel käyttivät erikoisilmaisinta kupraattisuprajohteen Bi-2212 (vismutti-strontium-kalsium kuparioksidi) tutkimiseen. SARPES -ilmaisin paljasti jotain, joka pisti suprajohteiden vanhat kuviot uusiksi: tietynlainen elektronien spinien kuvio materiaalissa.
- Huomasimme, että jokainen elektroni osoitti tarkkaan määriteltyyn suuntaan. Tämä tunnetaan spin-momentin lukituksena. Sen löytyminen korkean lämpötilan suprajohteista oli suuri yllätys, Lanzara toteaa.
Erittäin eksoottisissa materiaaleissa on olemassa kahdenlaisia elektronien vuorovaikutuksia, jotka tuottavat uusia ominaisuuksia näille materiaaleille kuten suprajohteille. Kupraattisia suprajohteita tutkineet tutkijat ovat keskittyneet vain yhteen näistä vuorovaikutuksista: elektronikorrelaatioon.
Toinen eksoottisissa materiaaleissa esiintyvä elektronin vuorovaikutus on "spin-kiertorata -kytkentä". Tämä on tapa, jolla elektronin magneettinen momentti vuorovaikuttaa materiaalin atomien kanssa.
Spin-kiertorata -kytkentä on jätetty usein huomiotta kupraattien tutkimuksissa, koska monet olettivat, että tällainen vuorovaikutus olisi heikko verrattuna elektronikorrelaatioon, toteavat tutkijat.
Niinpä uusi epätavallinen löytö vaati vielä lisätutkimuksia Berkeley Labin synkrotronin (Advanced Light Source, ALS) avulla. Lopulta työ paljasti, että Bi-2212:lla todella oli oma, erillinen spin-kuvio. Nimeksi sille annettiin "nonzero spin”. Tutkimus auttaa ymmärtämään, mikä saa eräät eksoottisista kupraattisuprajohteista, kuten Bi-2212:n toimimaan jopa 133 Kelvinin lämpötilassa (noin -140 astetta Celsiusta).
Veijo Hänninen
Nanobittejä 14.1.2019
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
