Stanfordin hiukkaskiihdytyslaboratorion (SLAC National Accelerator Laboratory) ja yliopiston tutkijat ovat valmistaneet ensimmäisen nikkelioksidimateriaalin, jolla on selvät merkit suprajohtavuudesta. Tämä nikkelaattina tunnettu materiaali on ensimmäinen potentiaalisessa uudessa epätavanomaisten suprajohteiden ryhmässä. Nikkelaatti joka on hyvin samanlainen kuin kuparioksidit, joiden löytö 1986 herätti toiveita siitä, että suprajohteet voisivat joskus toimia lähellä huonelämpötilaa.
Uusi materiaali näyttää olevan myös erilainen kuin kupraatit perustavanlaatuisilla tavoilla. Esimerkiksi siihen ei välttämättä liity magnetismi samalla tavalla kuin kaikilla suprajohtavilla kupraateilla ja tämä voisi kumota johtavat teoriat näiden epätavanomaisten suprajohteiden toiminnasta.
Kupraattien löytämisestä lähtien tutkijat ovat kehitelleet samanlaisia oksidimateriaaleja nikkeliin perustuen, joka on heti kuparin vieressä alkuaineiden jaksollisessa taulukossa. Sellaisten nikkelaattien valmistaminen, joiden atomirakenne on omiaan suprajohtavuuteen, on kuitenkin osoittautunut yllättävän vaikeaksi.
Tavoiteltu nikkelaatti ei ole vakaa erittäin korkeissa lämpötiloissa, noin 600 asteessa, missä nämä materiaalit yleensä kasvatetaan. Tutkijoiden täytyikin aloittaa jollakin, jota voi kasvattaa vakaasti korkeissa lämpötiloissa ja muuttaa sen jälkeen alemmissa lämpötiloissa haluttuun muotoon.
Tutkijat aloittivat perovskiitillä, joka sisälsi neodyymiä, nikkeliä ja happea. Sitten siihen seostettiin strontiumia, prosessilla joka, saa enemmän materiaaliin elektroneja kulkemaan vapaasti. Tämä varasti elektroneja nikkeliatomeilta, jättäen tyhjiä aukkoja. Materiaali oli nyt epävakaa, joten sen kasvattaminen ohuena kalvona pinnalle oli todella haastava. Tässä onnistuttiin puolen vuoden työn jälkeen.
Tämän jälkeen kokeita johtanut Danfeng Li leikkasi kalvon pieniksi paloiksi, kääri löysästi alumiinifolioon ja sulki koeputkeen yhdessä kemikaalin kanssa, joka siististi poisti kerroksen sen happiatomeista. Tämä käänsi kalvon aivan uudeksi atomirakenteeksi eli strontium-seostetuksi nikkelaatiksi.
Testit paljastivat, että nikkelaatti oli todellakin suprajohtava 9-15 kelvinin lämpötiloissa. Jatkossa tutkijoilla on vielä paljon selvitettävää esimerkiksisen suhteen, voivatko muut nikkelaatit tulla suprajohtaviksi. Edelleen on selvitettävä materiaalin magneettista rakennetta ja sen suhdetta suprajohtavuuteen.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 5.9.2019
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
