Новый дизайн для транзистора сверхпроводимости мог восстановить мечту о схемах, которые будут работать без электрического сопротивления. Такие схемы могли бы бежать намного быстрее, чем стандартная электроника и вписаться в меньшее пространство без перегревания.
Новый дизайн, который будет издан в Прикладных Письмах о Физике, имеет главное преимущество по другому дизайну кандидата, названному соединением Джозефсона: Это может не только действовать как релейный выключатель, но может также выполнить другую функцию нормальных транзисторов – усиление приточного потока.Джозефсоновские соединения состоят из двух слоев сверхпроводника, прослаивающего слой изолирования; когда уклон напряжения включает схему, электроны «тоннель» через слой изолирования от одного сверхпроводника – обычно металлического, материала сверхпроводимости низкой температуры – к другому. Исследователи из Гронингенского университета в Нидерландах заменили слой изолирования золотым слоем 0,1 микрометра шириной. Когда схема «включена», электроны просто проводятся через золотой слой от одного сверхпроводника до другого.
Но золотой слой позволяет схеме действовать как что-то большее чем релейный выключатель.Стандартный поток, текущий перпендикулярно через золотой слой, управляет суперпотоком.
Поскольку это столь же тонко, золотой слой ведет себя как так называемый «квант хорошо», ограничивая электроны в слое, столь узком, что он влияет на их квантовые механические свойства. Это вынуждает их проживать только на уровнях удельной энергии. Когда маленькие электрические токи вдоль золотого слоя, это «нагревает» электроны, заполняющие многие уровни доступной энергии и препятствующие потоку. Результат может отключить суперпоток полностью.
Но разновидности в электрическом токе через золото могут также отрегулировать суперпоток, не выключая его полностью, позволив устройству действовать как усилитель, говорит член команды Теун Клэпвиджк.Схема все еще должна быть оптимизирована, прежде чем она сможет быть помещена в использование, говорят члены команды.
Но Константин Лихарев из государственного университета Нью-Йорка, Каменного Ручья, кто преследует его собственный подход к электронике сверхпроводимости на основе соединений Джозефсона, говорит, что схема сверхпроводимости «должна обеспечить огромные преимущества скорости. Я не вижу его здесь».
Однако, транзистор с золотым сердцем выиграл некоторых поклонников. «Это – хорошая работа», говорит Мишель Деворет Комиссии по атомной энергии Франции в Сакле, отмечая, что любой транзистор, который может функционировать при чрезвычайно низких температурах также, имеет преимущество низкого врожденного шума.