京都大学和大阪大学的联合研究小组在世界上首次观察到仅一个方向的电阻为零的超导二极管效应。

 二极管是具有电流正向流动良好而反向流动几乎不流动的特性的元件。其中,半导体二极管用于整流器、混频器、光电探测器等许多电子元件中。

 但是,由于半导体的电阻不为零,所以各部件的能量损失成为问题。因此,期望将二极管的特性赋予零电阻的超导体而不是半导体,即实现仅在特定方向具有零电阻的超导二极管。

 在这项研究中,在由铌 (Nb) 层、钒 (V) 层和钽 (Ta) 层组成的具有不对称结构的超导人工晶格中,超导 - 正常传导切换是可能的,具体取决于晶格的方向外部磁场和电流。发现。这意味着Nb/V/Ta人造晶格起到了超导二极管的作用,这是超导二极管效应的首次示范。

 当材料中存在空间反转对称性破坏时,电流的非线性响应会导致非互易的电荷传输。这种非互易的电荷传输现象已被应用于构成电子电路的各种元件作为二极管元件,但迄今为止关于超导材料的报道很少。 Nb / V / Ta 人工晶格被认为具有非互易性,因为在薄膜堆叠方向上空间反转对称性被破坏。

 本研究观察到的超导二极管效应有望为建立能量耗散和方向可控的电荷传输技术做出重要贡献,并有望在未来实现能量损失极小的电子电路。

纸张信息:[性质] 观察超导二极管效应

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