Suprajohtavat ohutkalvot kiinnostavat monia, esimerkiksi kvanttitietokoneita kehittäviä. Nyt MIT:n tutkijat ovat kehittäneet suprajohtavuuden lain, joka helpottanee valmistajia hyödyntämään ilmiötä.
Massachusetts Institute of Technologyn tutkijat uskovat, että ovat löytäneet matemaattisen suhteen materiaalien paksuuden, lämpötilan ja resistanssin välillä. Tutkijat kertoivat löydöksestään Physical Review B -lehdessä.
MIT:n elektroniikkalabrassa tutkimustyötä johtanut Yachin Ivry kertoo, että lain ansiosta onnistuttiin rakentamaan selvästi aiempaa suurempia suprajohtavia pintoja selvästi aiempaa paremmalla saannolla.
Suprajohde on materiaali, joissa ei absoluuttisen nollapisteen lähellä ole sähköistä resistanssia. Tämä tarkoittaa, että sähköisen virran tuottaminen niihin vaatii erittäin vähän energiaa. Yksi fotoni riittää, joten materiaaleja voidaan hyödyntää esimerkiksi kvanttifotodetektoreiden kehityksessä.
Suprajohtavista materiaaleista valmistettu kvanttitietokone kuluttaa teoriassa noin sadasosan siitä sähkötehosta, jonka nykyprosessorit vaativat.
Ivryn löydökset perustuvat niobiumnitridin tutkimukseen. Materiaalia suositaan suprajohdekehityksessä, koska sillä on suhteellisen korkea kriittinen lämpötila - ts. lämpötila, jossa materiaali muuttuu metallista suprajohteeksi. Ohutkalvomuodossa sen kriittinen lämpötila on kuitenkin selvästi alhaisempi.
Tutkimalla materiaalin resistanssin muutoksia kalvon paksuuden ja lämpötilan vaihdellessa tutkijat löysivät, että muutoksia selittää selvä kuvio. Tämän muotoileminen matemaattiseksi kaavaksi oli tietenkin työläs tehtävä. Aikaansaatu kaava kuitenkin päti useiden kymmenien suprajohteiden kohdalla.