---
| | |
---
| | | |
---|---|---|---
| |
 |
| | |
| | |
11 juli 2016
# Nanoschakelaars voor supergeleiding
FOM-wetenschappers aan de TU Delft zijn er samen met collega’s van de Tübingen
Universiteit in geslaagd nano-elektronische schakelingen te maken met behulp
van een recent ontdekte tweedimensionale supergeleider. Het unieke van dit
materiaal is dat de supergeleiding op afstand aan- en uitgeschakeld kan
worden, op een manier die vergelijkbaar is met het schakelen van een
elektrische stroom in een transistor op een microchip. Door dit effect op de
nanoschaal in te zetten, hebben de onderzoekers op een compleet nieuwe manier
supergeleidende schakelingen gemaakt die niet gemaakt kunnen worden met behulp
van andere algemeen bekende supergeleiders. Hun werk is gepubliceerd in Nature
Nanotechnology op 11 juli 2016.
**_Een supergeleider maken van isolatoren_**
Voor het maken van de nanoschakelaars hebben de onderzoekers eerst een ring
samengesteld van twee isolatoren, lanthaanaluminaat (LAO) en strontiumtitanaat
(STO). Zij combineerden hierbij nanofabricage en atoomdepositie van lagen LAO
op STO. Als laatste worden op twee kleine gedeeltes van deze ring metalen
poortjes geplaatst. Wanneer deze structuren worden gekoeld tot een lage
temperatuur, ontstaat er op het contactvlak tussen de isolatoren een
ringvormig laagje supergeleider. Waarom deze onverwachte supergeleiding
optreedt, is nog steeds een mysterie. Sinds de ontdekking van dit verschijnsel
in 2007 hebben onderzoeksgroepen over de hele wereld technieken ontwikkeld om
erachter te komen hoe deze supergeleider ontstaat en welke eigenschappen die
heeft. De nanoschakelaars van de TU Delft bieden een nieuwe manier om
belangrijke microscopische informatie over deze supergeleider te vergaren.
**_Deuren voor supergeleiding_**
De metalen poortjes zijn, zoals uit de naam al af te leiden valt, als
doorgangen voor supergeleiding op nanoschaal. Wanneer er geen spanning op de
poortjes wordt gezet, staat de deur open en onderbreekt niets de
supergeleidende ring. Wanneer er daarentegen een grote spanning op de poortjes
gezet wordt, schakelt de supergeleiding onder de poortjes uit (de deur sluit)
en worden de twee helften van de ring van elkaar gescheiden. “ Maar er gebeurt
iets bijzonders wanneer de deuren maar gedeeltelijk gesloten worden,” legt
Srijit Goswami van het Kavli Institute of Nanoscience in Delft uit. “De
weerstand van de ring begint te schommelen tussen nul en een heel hoge waarde,
wanneer er kleine magnetische velden op gezet worden. Het lijkt er dus op dat
de hele structuur heen en weer gaat tussen een supergeleidende toestand (geen
weerstand) en een normale metalen toestand (hoge weerstand).” Dit effect
treedt op door de kwantumeffecten in de supergeleider, die in principe erg
lijken op wat er gebeurt wanneer er twee golven samenkomen en er een
interferentiepatroon ontstaat. Daarom worden deze apparaatjes
**_S_**_uperconducting **QU**antum **I**ntereference **D**evices_ (SQUIDs)
genoemd.
SQUIDs worden in veel toepassingen gebruikt, zoals medische MRI apparaten,
waarbij het nodig is om minieme magnetische signalen op te pikken. Er worden
ook pogingen gedaan om ze te gebruiken in kwantum-
informatieverwerkingscircuits van de toekomst. Zelfs met de meest geavanceerde
technologieën voor het maken van SQUIDs is het niet mogelijk om de
supergeleidende eigenschappen te beïnvloeden met elektrische poortjes.
Groepsleider Andrea Caviglia licht deze nieuwe ontdekking toe: “Met behulp van
de aanpak die aan de TU Delft ontwikkeld is, wordt het misschien mogelijk om
complexere supergeleidende schakelingen te maken, waarbij de functionaliteit
van het apparaat volledig gecontroleerd kan worden via spanningspoorten”. Of
de Delftse nanoschakelaars ook technologisch relevant worden, is nog niet te
zeggen. Wat wel zeker is, is dat ze een belangrijke rol zullen spelen bij het
beantwoorden van fundamentele vragen over supergeleiding op de nanoschaal.
**_ _**
**_Kavli Institute of Nanoscience_**
Het Kavli Institute of Nanoscience Delft loopt vooraan in onderzoek op de
nanoschaal, op gebieden die uiteenlopen van kwantumtranspport tot
nanobiologie. Het onderzoek in Delft is uitgevoerd in het kader van het FOM
DESCO programma, in samenwerking tussen de groepen van Andrea Caviglia en
Lieven Vandersypen.
\------
Voor de redactie
**Referentie**
_Quantum interference in an interfacial superconductor_
Srijit Goswami, Emre Mulazimoglu, Ana M. R. V. L. Monteiro, Roman Wölbing,
Dieter Koelle, Reinhold Kleiner, Ya. M. Blanter, Lieven M. K. Vandersypen en
Andrea D. Caviglia; Nature Nanotechnology** ** _(DOI:10.1038/NNANO.2016.112)_
**Contactinformatie**
Andrea Caviglia: a.caviglia@xxxxxxxxxx, 015 278 1412
Srijit Goswami: s.goswami@xxxxxxxxxx, 015 278 1017
** **
I**nfographic nanoschakelaar**
Bijschrift: Tekening van de nanoschakelaar, waarop de supergeleider (zwart) te
zien is die optreedt op het contactvlak tussen de twee isolatoren, LAO en STO.
De smalle metalen poortjes bovenop (geel) worden gebruikt om de supergeleiding
direct hieronder te beïnvloeden. Ze zijn ongeveer 100 nanometer breed en 5
micron lang.
Beeld: TU Delft
|
[](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1S7pINSxA-2Brm1Q09nqOYYxFOfhqCoOs-2FP4MvKzHVHsL-2F_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZS45m3Q4MmbXemWyQOiFUb99HfhOXRECP7w3JDLYl4BGQJUixTKght8eWj6ZSMll6baSO8Z0erKZdoUMuMmxQY-2FiAxLlbEjiXiGmas49dSgQlktxBwchXgLdwvdQzxK81fCecc-2BAqLjS1AiIxF9MIvcI2V8enyz1iLvHaImIy6CqWDnafIuYaIiL3z5zs82hWw-3D
west-1.amazonaws.com/9b/86a5a044de11e696a257abec6f7aa4/Nanoswitch-
supercon.jpg) | [
Nanoswitch-supercon.jpg](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=6GI4zadZkZqqytvmiqek1S7pINSxA-2Brm1Q09nqOYYxFOfhqCoOs-2FP4MvKzHVHsL-2F_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZS45m3Q4MmbXemWyQOiFUb99HfhOXRECP7w3JDLYl4BGcJcC5XlbKLlWskz7zvyKNMChsF5xKqbzuogaKFwCmmmwDfakW8H1t4e16RjdwGvEFLN2Bju1uybpNQIduVxDiozRuD671xv03rXlVOCBlPdhFTB-2BAUAYCa-2BSKwkjhGy3hpcLXCBYsns88ivGGJXHrk-3D
west-1.amazonaws.com/9b/86a5a044de11e696a257abec6f7aa4/Nanoswitch-
supercon.jpg)
**158kBs**
---|---
|
|
Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM). FOM is onderdeel van
NWO.
|
| |
---
| | **Stichting FOM**
---
+31 (0)30 600 12 11
|
[ | |
[Twitter](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=5-2FjYtE9Qrpt0AHXiwHo1KUuTaTHkeW9WhSrfEDPuOrWDBgoMhlpJafn6WyPvYHbm_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZS45m3Q4MmbXemWyQOiFUb99HfhOXRECP7w3JDLYl4BGXOEAdFhvXyPRlGTN6oY-2BDbRJiCI2B9f8-2F7TI34B5JmYczSYwkzn8RPT3OyumI-2Ffb1rzzmGEu2WaHEKEa1aV9kXOHzRxtqiytLjI7q0hQy-2FVsCjzBkVIssgBQY9Guhld6BM7h9RdVW-2B7who3c3NhTtw-3D
---|---|---
[ | |
[Facebook](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=gNiz8ZwLqUrfpO3v-2B6RNfvQFSQu-2B124BQqG7uUkHwhwd7t3-2B8OATeqHpj1FPU6yd_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZS45m3Q4MmbXemWyQOiFUb99HfhOXRECP7w3JDLYl4BGRORU2XFCKp6z8jJrccjBt21v-2BXPfoDdlF5RBdu4-2FA9lFCzRmrQVWtJL82IXj4NL0U278gdR7W7M8WFDICH1DQZ2lb2d6HxPjpWUh04YZ70E-2B4fbUccC1HJjj5fMhnZnfqYibENVuH7mKZL-2Bj9j-2BuPw-3D
|
[www.fom.nl](http://mail.smart.pr/wf/click?upn=gNiz8ZwLqUrfpO3v-2B6RNfiT0oLDZq59LqxN9OhQ4jYc-3D_pL-2BXJ9rP5q-2BUaltF3BAu0APMIg3d2nFGiVcDnYlc5ZS45m3Q4MmbXemWyQOiFUb99HfhOXRECP7w3JDLYl4BGf9e-2BaJWmLNM-2Fv45hnTOqZzYZdyFZfCueRW40u9BxYiTIkxsZHEXA9A6FWCQ26iuTBDrsesNnAy-2BnT5qcBnigwwGHs6J0JjLzlD-2FYMp1rNqC5A8uYpIBdrS9qLFl4KRpiVmEWcD-2Fw3lHLfp5XhjbOoo-3D
---
| |
---
Geen berichten meer ontvangen van ons? Klik [unsubscribe
---
