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:

_ Alexandru Pânişoară (PER): Sistemul de termoficare al Bucureştiului trebuie descentralizat şi trebuie implementate soluţii verzi

_ Tot ce poate merge prost cu sânii tăi - și ce să faci în privința asta: ghidul definitiv al DR PHILIPPA KAYE

Serviciile de Informații Ruse afirmă că în România, UE e cea care a pus la cale Lovitura de Stat, indicând Regimului de la București să anuleze Alegerile și că acum au cerut să i se interzică lui Georgescu sa participe la Alegerile din Mai

Ce este o Lovitură de Stat? A fost împiedecat Călin Georgescu să devină duminică seara pe 6 Decembrie 2024, Președintele României, printr-o lovitură de stat?

_ Alertă de securitate în România: un nou tip de fraudă se răspândește rapid

_ DEZVOLTARE: SUA oprește finanțarea agenției ONU �n urma acuzațiilor de implicare a angajaților �n masacrul din Israel din 7 octombrie

Nimeni nu e mai presus de Lege. Nici măcar Curtean Constituțională

Cum și de ce a fost recrutat Friedrich Merz de Black Rock

_ Lucrător IT „care și-a ucis șeful milionar și soțul ei otrăvindu-i cu fentanil” a spus poliției că este predispusă la supradoze.

_ Fiica unul stomatolog din București a fost agresată sexual în timp ce alerga prin Timișoara: Atacul s-a petrecut lângă o secție de poliție

_ Madonna îl îmbrățișează pe iubitul fără cămașă, Akeem Morris, în vârstă de 28 de ani, și se zvârcește în lenjerie intimă în timp ce își aniversează 66 de ani

_ Mandate de cinci ani pentru aleşii locali, propunere legislativă depusă în Parlament

Prăbușirea criptomonedelor TerraUS și LUNA s-a datorat unui grup restrâns de speculanți care au pariat "short"

_ Cei mai în vârstă gemeni siamezi, Lori şi George Schappell, s-au stins la vârsta de 62 de ani

_ 'Era un bărbat de doamne!' Cum era cu adevărat vedeta Baby Reindeer

_ Fotbalul poate fi crud, a afirmat selecţionerul Africii de Sud după eliminarea de la Cupa Africii pe Naţiuni

_ Cum valurile și amestecul determină sistemele de revărsare de coastă

_ Progrese în tranziția de fază topologică în rețelele organometalice

Luptătorul din Arenă

_ Cine este soția lui Dave Myers, Liliana Orzac? Faceți cunoștință cu femeia „remarcabilă” care l-a susținut pe starul Hairy Biker în călătoria sa „teribilă” împotriva cancerului

_ Am păzit unii dintre cei mai cunoscuți prizonieri ai Marii Britanii - de aceea este GREȘIT să-l țin pe „Hannibal Canibalul” Robert Maudsley închis într-o temniță de sticlă

_ Spectroscopia Operando oferă o fereastră asupra oxidării apei

_ De ce americanii nu văd o economie puternică

_ HORROR: Un american și frați australieni uciși �n timpul unei călătorii de surf �n Mexic, hoții �și aruncă trupurile �ntr-o f�nt�nă ad�ncă de 50 de picioare

_ A început Carnavalul de la Veneţia, cu o tematică dedicată lui Marco Polo

_ Creșterea toleranței la căldură la gazonul de sezon rece

_ WOW! Joe Biden este �ntr-o formă at�t de proastă �nc�t primarul Los Angeles-ului, Karen Bass, intervine și răspunde la �ntrebări �n numele său (VIDEO)

_ Primul genom complet al unui șarpe ajută la înțelegerea istoriei sale evolutive

_ Biden spune că japonezii vor fi primul non-american pe lună

_ UE îşi propune să lanseze o misiune navală în Marea Roşie până la jumătatea lunii februarie

Romania - Numărul de Profesori la Numărul de Elevi

_ Creșterea trișorilor microbieni în medii limitate de fier: Studiul dezvăluie istoria lor evolutivă

_ Programele de transformare au şanse de reuşită de 12 ori mai mari prin concentrarea pe factorul uman

_ Supărare mare - se anunța o lansare cu scântei a candidaților USR

_ Gigi Becali se teme de Ion Ţiriac! Nu mai are nicio şansă în faţa magnatului. Îi va lua faţa imediat

_ Politica de predare a cuțitului zombi de la Labor, care oferea compensații pentru lamele avea „defecte uriașe” și putea costa până la 1,1 MILIOANE de lire sterline

Prăbușirea demografică a României se datorează în integralitatea partidelor sistemului care au condus România 35 de ani

_ Ciucă, replică pentru Ciolacu după ce premierul a ironizat județul condus de Gheorghe Flutur: PNL a arătat că este partidul cu cei mai eficienţi aleși locali

_ Urmăriți: KJP �ncearcă să-l �nchidă pe Peter Doocy de la Fox pentru că l-a �ntrebat de ce Biden vorbește cu oamenii morți

_ Gavin Newsom spune că democrații trebuie să fie îngrijorați de candidații terților în 2024 (VIDEO)

_ Papa Francisc va vizita câteva țări din Asia

_ Suferă de accident vascular cerebral, 43 de ani, s-a trezit din comă de cinci săptămâni la terapie intensivă și a constatat că fusese evacuată din casă și toate bunurile i-au fost aruncate.

_ Școlile închise, avertismente emise pe măsură ce Asia se înăbușește într-un val de căldură extrem

_ Cele mai frumoase mesaje de „la mulţi ani” de Sfântul Gheorghe. Ce nume sărbătoresc ziua onomastică, pe 23 aprilie

_ De ce programe de slăbit foarte utile în cazul unora, eșuează lamentabil la alții?

_ Iarna continuă să le dea bătăi de cap șoferilor: Se circulă în condiții dificile pe mai multe drumuri din 7 județe

_ Marea Britanie nu mai este destinaţia favorită a investitorilor hotelieri: Spania este noua perlă

_ Video | Accident teribil în Constanța. Sunt doi morți

_ Bucătarul celebru Thomas Straker dezvăluie că Rolex-ul său a fost furat în timpul unei sesiuni de exerciții în aer liber: „Hotul este al naibii de groaznic”

_ Studentă suspendată după ce protestul anti-Israel s-a pl�ns că se confruntă cu consecințe pentru acțiunile ei

_ Războiul din Ucraina, ziua 701. Reuniune a Consiliului de Securitate al ONU pentru a discuta despre avionul rusesc doborât

_ Un virus extrem de contagios, care provoacă vărsături, se răspândește masiv în Marea Britanie

Securistoidul Pantazi un analfabet funcțional în domeniul economiei declara ritos că "distributivismul este baza marxismului". Mai dobitocule doctrina distributivista a fost creata de un Papă si dezvoltata de un alt Papă

_ Femeie grav rănită după ce a fost atacată de câinele ei de talie mare, în curtea casei

_ Zelenski s-a dus la Roma și a intrat direct în război cu politicienii din Italia

Prăbușirea Apple demonstrează că a te gudura pe lângă Trump nu este o garanție a siguranței

_ Mircea Fechet: Programul Rabla Plus are un buget record, de un miliard de lei

_ Stocurile de apărare Palantir au crescut cu 3.000 la sută și sunt prezentate drept o mină de aur. Dar înainte de a cumpăra, citiți această FOARTE perspicactivă scufundare aprofundată de la expertul în investiții ANNE ASHWORTH...

_ Decizie controversată în Israel: Parlamentul interzice postul Al Jazeera

_ Se schimbă tot ceea ce se știa până acum: Ar putea exista viață pe 'Luna' lui Jupiter. NASA a prezentat sonda care ar putea descoperi acest lucru / VIDEO


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37 Pag.38 Pag.39
Pag.40 Pag.41 Pag.42 Pag.43 Pag.44 Pag.45 Pag.46 Pag.47
Pag.48 Pag.49 Pag.50 Pag.51 Pag.52 Pag.53 Pag.54 Pag.55
Pag.56 Pag.57 Pag.58 Pag.59 Pag.60 Pag.61 Pag.62 Pag.63
Pag.64 Pag.65 Pag.66 Pag.67 Pag.68 Pag.69 Pag.70 Pag.71
Pag.72 Pag.73 Pag.74 Pag.75 Pag.76 Pag.77 Pag.78 Pag.79
Pag.80 Pag.81 Pag.82 Pag.83 Pag.84 Pag.85 Pag.86 Pag.87
Pag.88 Pag.89 Pag.90 Pag.91 Pag.92 Pag.93 Pag.94 Pag.95
Pag.96 Pag.97 Pag.98 Pag.99 Pag.100 Pag.101 Pag.102 Pag.103

Nr. de articole la aceasta sectiune: 6129, afisate in 103 pagini.