20:37
Comentarii Adauga Comentariu

_ Magneziul protejează tantalul, un material promițător pentru fabricarea qubiților

_ Magneziul protejează tantalul, un material promițător pentru fabricarea qubiților

Oamenii de știință de la Laboratorul Național Brookhaven al Departamentului de Energie al SUA (DOE) au descoperit că adăugarea unui strat de magneziu îmbunătățește proprietățile tantalului, un material supraconductor care arată foarte promițător pentru construirea qubiților. , baza computerelor cuantice.

Așa cum este descris într-o lucrare publicată în revista Advanced Materials, un strat subțire de magneziu împiedică tantalul să se oxideze, îi îmbunătățește puritatea și crește temperatura la care funcționează ca un supraconductor. Toate trei pot crește capacitatea tantalului de a păstra informațiile cuantice în qubiți.

Această lucrare se bazează pe studii anterioare în care o echipă de la Centrul pentru Nanomateriale Funcționale (CFN) al Brookhaven, Sursa de lumină națională a sincrotronului Brookhaven II (NSLS-). II), iar Universitatea Princeton a căutat să înțeleagă caracteristicile tentante ale tantalului și apoi a lucrat cu oameni de știință din cadrul Departamentului de Fizică și Știința Materialelor (CMPMS) al lui Brookhaven și teoreticieni de la Laboratorul Național Pacific Northwest (PNNL) al DOE pentru a dezvălui detalii despre modul în care materialul se oxidează.

Aceste studii au arătat de ce oxidarea este o problemă.

„Când oxigenul reacționează cu tantalul, formează un strat izolator amorf care elimină cantități minuscule de energie din curentul care se deplasează prin rețeaua de tantal. Acea pierdere de energie perturbă coerența cuantică — capacitatea materialului de a păstra informațiile cuantice într-o stare coerentă”, a explicat cercetătorul CFN Mingzhao Liu, autor principal al studiilor anterioare și al noii lucrări.

În timp ce oxidarea tantalului este de obicei autolimitată – un motiv cheie pentru timpul său de coerență relativ lung – echipa a vrut să exploreze strategii pentru a restrânge și mai mult oxidarea pentru a vedea dacă ar putea îmbunătăți performanța materialului.

„Motivul”. Tantalul se oxidează este că trebuie să-l manevrezi în aer, iar oxigenul din aer va reacționa cu suprafața”, a explicat Liu. „Deci, în calitate de chimiști, putem face ceva pentru a opri acest proces? O strategie este să găsim ceva care să-l ascundă.”

Toată această activitate se desfășoară ca parte a Centrului de Co-proiectare pentru Quantum Advantage (C2QA), un centru național de cercetare în știința informațiilor cuantice condus de Brookhaven. În timp ce studiile în curs de desfășurare explorează diferite tipuri de materiale de acoperire, noua lucrare descrie o primă abordare promițătoare: acoperirea tantalului cu un strat subțire de magneziu.

„Când faci o peliculă de tantal, acesta este întotdeauna într-un nivel ridicat. -camera de vid, deci nu este prea mult oxigen de care sa vorbim”, a spus Liu. „Problema se întâmplă întotdeauna când o scoți. Așa că, ne-am gândit, fără să spargem vidul, după ce punem stratul de tantal în jos, poate putem pune un alt strat, ca magneziu, deasupra pentru a bloca suprafața să nu interacționeze cu aerul. .”

Studiile care utilizează microscopia electronică cu transmisie pentru a vizualiza proprietățile structurale și chimice ale materialului, strat atomic cu strat atomic, au arătat că strategia de acoperire a tantalului cu magneziu a avut un succes remarcabil. Magneziul a format un strat subțire de oxid de magneziu pe suprafața de tantal, care pare să împiedice oxigenul să pătrundă.

„Tehnicile de microscopie electronică dezvoltate la Brookhaven Lab au permis vizualizarea directă nu numai a distribuției chimice și a aranjamentului atomic din interior. stratul subțire de acoperire cu magneziu și filmul de tantal dar și a modificărilor stărilor lor de oxidare”, a spus Yimei Zhu, coautor al studiului de la CMPMS. „Aceste informații sunt extrem de valoroase pentru a înțelege comportamentul electronic al materialului”, a menționat el.

Studiile de spectroscopie de fotoelectroni cu raze X la NSLS-II au dezvăluit impactul acoperirii cu magneziu asupra limitării formării oxidului de tantal. Măsurătorile au indicat că un strat extrem de subțire de oxid de tantal – mai puțin de un nanometru grosime – rămâne limitat direct sub interfața magneziu/tantal fără a perturba restul rețelei de tantal.

„Acest lucru este în contrast puternic cu tantal neacoperit, unde stratul de oxid de tantal poate avea o grosime de peste trei nanometri – și poate perturba semnificativ proprietățile electronice ale tantalului”, a declarat coautorul studiului, Andrew Walter, un om de știință principal în cadrul programului Soft X-ray Scattering & Spectroscopy. la NSLS-II.

Colaboratorii de la PNNL au folosit apoi modelarea computațională la scară atomică pentru a identifica cele mai probabile aranjamente și interacțiuni ale atomilor pe baza energiilor lor de legare și a altor caracteristici. Aceste simulări au ajutat echipa să dezvolte o înțelegere mecanică a motivului pentru care magneziul funcționează atât de bine.

La cel mai simplu nivel, calculele au arătat că magneziul are o afinitate mai mare pentru oxigen decât o are tantalul.

„În timp ce oxigenul are o afinitate mare cu tantalul, este mai „fericit” să rămână cu magneziu decât cu tantal”, a spus Peter Sushko, unul dintre teoreticienii PNNL. „Așadar, magneziul reacționează cu oxigenul pentru a forma un strat protector de oxid de magneziu. Nici măcar nu aveți nevoie de atât de mult magneziu pentru a face treaba. Doar doi nanometri de grosime de magneziu blochează aproape complet oxidarea tantalului.”

Oamenii de știință au demonstrat, de asemenea, că protecția durează mult timp: „Chiar și după o lună, tantalul este încă într-o formă destul de bună. Magneziul este o barieră de oxigen foarte bună”, a concluzionat Liu.

The magneziul a avut un efect benefic neașteptat: a „eliminat” impuritățile accidentale din tantal și, ca urmare, a crescut temperatura la care funcționează ca supraconductor.

„Chiar dacă producem aceste materiale în într-un vid, există întotdeauna ceva gaz rezidual - oxigen, azot, vapori de apă, hidrogen. Iar tantalul este foarte bun la absorbția acestor impurități", a explicat Liu. „Oricât de atent ai fi, vei avea întotdeauna aceste impurități în tantalul tău.”

Dar când oamenii de știință au adăugat stratul de magneziu, au descoperit că afinitatea sa puternică pentru impurități le-a scos. Tantalul mai pur rezultat a avut o temperatură de tranziție supraconductivă mai mare.

Acest lucru ar putea fi foarte important pentru aplicații, deoarece majoritatea supraconductoarelor trebuie ținute foarte reci pentru a funcționa. În aceste condiții ultrareci, majoritatea electronilor conducători se împerechează și se deplasează prin material fără rezistență.

„Chiar și o ușoară creștere a temperaturii de tranziție ar putea reduce numărul de electroni neperechi rămași”, a spus Liu. , ceea ce poate face din material un supraconductor mai bun și crește timpul său de coerență cuantică.

„Va trebui să existe studii ulterioare pentru a vedea dacă acest material îmbunătățește performanța qubitului”, a spus Liu. „Dar această lucrare oferă perspective valoroase și noi principii de proiectare a materialelor care ar putea ajuta la deschiderea drumului către realizarea unor sisteme de calcul cuantic la scară largă și de înaltă performanță.”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Dezvăluiri incendiare: Raed Arafat, întâlnire de un miliard de euro

_ Rachetele hipersonice rusești lovesc Kievul după ce drona ucraineană a avariat rafinăria Rosneft

_ Surpriză uriașă a caselor de pariuri: cine este favorit la Primăria Capitalei

_ Alertă în Capitală - Administratoarea unui bloc, înjunghiată mortal de un vecin

_ Prinţul William al Marii Britanii a făcut apel la încetarea luptelor din Gaza

_ Datele de scadență flexibile reduc stresul studenților fără pierderea rigoare

_ Simona Halep a răbufnit, după primul meci de la revenire: Nu sunt o trișoare!

_ VIDEO - Cel mai controversat interviu acordat de Elon Musk: miliardarul a făcut tot posibilul să-l ascundă în măruntaiele internetului

_ Marcel Ciolacu le face o mare promisiune celor din sistemul sanitar: Cine duce greul, este firesc să fie plătit mai bine/ Video

_ „Doamne să ne ajute în următoarea criză”

_ Renovările caselor pentru familiile cu venituri mici din Europa primesc un impuls

_ Aaron Taylor-Johnson, în vârstă de 33 de ani, și soția sa Sam, în vârstă de 54 de ani, sunt văzuți la Londra, pe fondul unor informații că actorului i s-a oferit noul rol James Bond

_ Man City s-a îngrijorat de Grealish după lovitura accidentată

_ Liviu Dragnea vrea să dea lovitura într-un domeniu despre care spunea în urmă cu câțiva ani că e 'genocid'

_ Cum iubita lui Henry Cavill, Natalie Viscuso, a trecut de la a fi o vedetă de realitate adolescentă privilegiată, fiica unui milionar la a găsi dragoste cu actorul în izolare și legături prin gătit și șah

_ Satisfacția publicului față de asistența socială este la un nivel record, deoarece raportul șoc arată că vârstnicii așteaptă șase luni pentru a primi îngrijiri esențiale

_ Atacul de la Moscova: Rusia susţine că deţine dovezi despre implicarea Ucrainei în masacru

_ Celebru chef român șterge pe jos cu noul juriu Chefi la Cuțite! 'Niște habarniști. Sunt mai rău ca ceilalți'

_ 28 de tone de mobilier şi haine, oprite la frontieră pentru că s-au dovedit a fi deşeuri

_ Forajele științifice dezvăluie misterul istoric din jurul arhipelagului vulcanic Santorini

_ Imaginile bântuitoare cu soldați ucraineni urmărind și ucigând ruși într-o pădure acoperită de zăpadă sunt dezvăluite într-un nou documentar BBC

_ Economia Ucrainei a crescut cu 5,3% în 2023

_ O capsulă cu medicamente antivirale crescute în spațiu se întoarce pe pământ

_ Radiodifuzorul Jonathan Dimbleby critică interdicția „insuportabilă” și „crudă” a morții asistate din Marea Britanie, în timp ce povestește în mod emoționant cum MND și-a ucis încet fratele său mai mic, Nicholas, care a vrut să „decid când mă opresc”.

_ Dezvăluit: O colegă de juniori în centrul scandalului de sexting Christian Horner este o absolventă a universității care a urcat pe rând în sporturile cu motor înainte de a lucra cu șeful Red Bull F1

_ Liderul PNL Sector 1, după demisia a doi consilieri locali: I-am rugat să nu recurgă la atacuri la persoană

_ Creativitate deschisă: Creșterea creativității datorită relațiilor de rețea

_ Nicolae Ciucă, mesaj de la Chișinău: Să conștientizăm pericolul

_ Ion Ţiriac, implicat într-un scandal uriaş! Acuzaţii grave la adresa magnatului. Somat public din cauza Simonei Halep

_ Bucharest Stock Exchange closes higher Friday's session

_ Ministrul Justiţiei cere adoptarea în procedură de urgenţă a proiectelor de legi privind combaterea traficului şi consumului de droguri

_ Zodiile care se despart după Ziua Îndrăgostiților. Cine are șansa să-și întâlnească sufletul pereche

_ Rudele lui Alexei Navalnîi nu au acces la cadavru pentru a treia zi. Cauza morţii nu e clară

_ New York ar putea scoate 4.000 de rezidenți legali de la un loc de muncă - pentru ca migranții să-i poată avea

_ Ungaria se pregătește să elimine bariera finală pentru aderarea Suediei la NATO

_ Topirea apei din Atlanticul de Nord poate duce la valuri de căldură în Europa, arată studiul

_ Cuirasatul german din Marea Roșie identifică greșit o dronă americană, trage două rachete, ambele nu reușesc să atingă ținta

_ Lista completă a pericolelor pentru sănătate din alimentele populare ultraprocesate, cum ar fi băuturile carbogazoase și prăjiturile, de la cancer la diabet și depresie

_ Expert în grădinărit împărtășește un truc simplu de 5p pentru ca florile de Ziua Mamei să reziste mai mult

_ Stellantis concediază aproximativ 400 de angajaţi salariaţi din SUA pentru a reduce costurile

_ Vladimir Putin l-a lăudat pe Elon Musk, iar armata rusă are terminale Starlink - FOTO

_ Noua metoda de incorporare a aminoacizilor neobisnuiti din punct de vedere structural in proteine

_ Kate Middleton a emulat „comunicarea excelentă” a Reginei Elisabeta într-un videoclip „profund emoționant”, spune expertul regal – dar adaugă că defuntul monarh nu ar fi trebuit să îndure această „eră a rețelelor sociale”

_ IA generativă în sala de clasă riscă să amenințe și mai mult incluziunea indigenilor în școli

_ Taylor Swift a mers pe teren pentru a-şi săruta iubitul, pe Travis Kelce, după ce Kansas City Chiefs a câştigat Super Bowl

_ Transformarea pădurilor tropicale în plantații are un impact asupra rețelelor trofice și a biodiversității, arată studiul

_ Șeful Casei de Pensii a făcut anunțul așteptat de toți pensionarii: s-a ordinul în sistem

_ VIDEO + FOTO | Israelul pregătește ceva: Armata a construit un drum care a 'rupt' Gaza în două

_ Robert Badea a stabilit un record naţional la Doha, deţinut până acum de David Popovici

_ Elon Musk are dreptate, iar NY Times are dreptate în privința votului ilegal al cetățenilor

_ Şeful Auchan a pus mâna pe castelul d'Artagnan. Comunităţile locale au lăsat săbiile deoparte

_ BRIT Awards 2024: Dua Lipa arată incredibil într-o rochie din piele strânsă, în timp ce conduce vedetele alături de uimitoare Ellie Goulding, Isla Fisher și Charli XCX pe covorul roșu elegant

_ În cursa pentru funcția de procuror general au rămas patru candidați

_ Prima sarcină prin fertilizare in vitro la un rinocer alb, o posibilă metodă pentru salvarea unei subspecii

_ Kate Garraway se întoarce la muncă găzduind GMB în această dimineață pentru prima dată de la moartea soțului Derek Draper și își dezvăluie lacrimile după mesaje de susținere

_ Elefanții de focă, cândva aproape dispăruți, găsesc noi locuri pe care să le numească acasă

_ Munca de acasă a făcut o gaură de 3 miliarde de lire sterline în Trezorerie, deoarece călătoriile cu trenul au de suferit, avertizează raportul

_ Nicolae Ciucă, decizii în ședința PNL: Diaspora cere ca alegerile europarlamentare să dureze două zile

_ Bobby Brazier își lasă buclele lungi de lux să sară în vânt în timp ce se îndreaptă spre repetiții pentru turneul Strictly Come Dancing din Nottingham

_ Suprafețele curățate pot fi fără germeni, dar nu sunt goale


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11

Nr. de articole la aceasta sectiune: 617, afisate in 11 pagini.