از نانوسیم ها می توان ترانزیستور های ابررسانا ساخت خبرنگاران - مجله رویای کره ای

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، ابررساناها، موادی هستند که الکتریسیته را بدون مقاومت هدایت می کنند. ادوات ابررسانا می توانند بسیار کوچک باشند. معمولا ساخت آن ها گران قیمت بوده و متاثر از خطای ناشی از محیط است. تحقیقات اجرا شده توسط گروه کارل برگگرن در گروه مهندسی برق و علوم کامپیوتر موسسه فناوری ماساچوست نشان می دهد که می توان بر این مسائل غلبه کرد.

محققان این گروه در حال تولید یک نانوسیم ابررسانا هستند که می تواند الکترونیک ابررسانا با کارایی بیشتری را امکان پذیر کند. مزایای بالقوه این نانوسیم از سادگی آن ناشی می شود.

بیشتر فلزات در دمای بسیار کم، معمولاً فقط چند درجه بالای صفر مطلق، مقاومت خود را از دست داده و ابررسانا می شوند.

زیربنای بسیاری از ابررسانا ها دستگاهی به نام اتصال جوزفسون است که در دهه 1960 اختراع شد. در این دستگاه در اصل دو ابررسانا با یک عایق نازک از یکدیگر جدا شده اند. برگگرن می گوید: این همان چیزی است که منجر به الکترونیک ابررسانای معمولی و در نهایت به کامپیوتر کوانتومی ابررسانا می شود.

با این وجود، اتصال جوزفسون اساساً یک شی بسیار ظریف است. ابررسانا های مبتنی بر اتصال جوزفسون ممکن است با برخی ادوات خوب کار کند. اگر سعی کنید آن را به الکترونیک معمولی وصل کنید، مانند تلفن یا کامپیوتر، اتصال جوزفسون ممکن است فقط نویز تولید کند. این عدم توانایی برای تعامل با ادوات الکترونیکی بزرگ، نقطه ضعف اتصال جوزفسون است. برای غلبه بر این مشکل، برگگرن در حال توسعه فناوری جدیدی است که یک نانوسیم ابررسانا است.

در سال 1956، دادلی باک مهندس برق MIT، یک سوئیچ کامپیوتر ابررسانا به نام کرایوترون را معرفی کرد. این دستگاه کمی بیش از دو سیم ابررسانا داشت: یکی مستقیم بود و دیگری در اطراف آن پیچیده شده بود. کرایوترون به عنوان سوئیچ عمل می کند.

در آن زمان، کرایوترون بسیار کوچکتر از انواع دیگر سوئیچ های محاسباتی، مانند لوله های خلاء یا ترانزیستور بود و باک فکر می کرد که کرایوترون می تواند به عنصر اصلی کامپیوتر ها تبدیل شود. اما در سال 1959، باک به طور ناگهانی در سن 32 سالگی درگذشت و تولید کرایوترون متوقف شد.

اکنون برگگرن بار دیگر ایده های باک درباره سوئیچ های کامپیوتری ابررسانا را احیا می کند. وی می گوید: دستگاه هایی که در حال ساخت آن هستیم بسیار شبیه کرایترون ها هستند، زیرا به اتصالات جوزفسون نیازی ندارند.

وی به احترام باک به دستگاه نانوسیم ابررسانای خود نانوکرایوترون لقب داد، اگرچه عملکرد آن کمی متفاوت از کرایوترون اصلی است.

نانو-کرایوترون به جای یک میدان مغناطیسی، از گرما برای ایجاد سوئیچ استفاده می کند. در دستگاه برگگرن، جریان از طریق یک سیم ابررسانا و بسیار سرد به نام کانال عبور می کند. این کانال توسط یک سیم کوچکتر به نام انسداد قطع می شود، مانند یک بزرگراه چند راهه که با یک جاده فرعی قطع می شود. وقتی جریان در طول انسداد حرکت می کند، ابررسانایی از بین می رود و گرم می شود. هنگامی که این گرمای تولید شده از بخش انسداد به کانال اصلی وارد شود، باعث می شود کانال اصلی حالت ابررسانایی خود را نیز از دست بدهد.

برگگرن می گوید که نانوسیم ابررسانای گروه وی می تواند روزی دستگاه های ابررسانایی مبتنی بر اتصال جوزفسون را تکمیل کند یا شاید با آن ها رقابت کند. وی می گوید: ساختن این نانوسیم ها آسان است، بنابراین ممکن است از نظر قابلیت تولید دارای مزایایی باشد.

او معتقد است که این نانوکرایوترون می تواند در کامپیوتر های کوانتومی ابررسانا و الکترونیک فوق سرد تلسکوپ ها استفاده شود. این سیم ها اتلاف توان کمی دارند، بنابراین ممکن است در این حوزه ها مفید باشند.