Metalli superconduttori: ricerca Cnr è riuscita a controllare un transistor a supercorrente composto da un nanofilo di nuova generazione
Ricercatori dell’Istituto nanoscienze del Cnr (Cnr-Nano) hanno dimostrato di riuscire a controllare un transistor a supercorrente composto da un nanofilo “sospeso” realizzato tramite una tecnica di fabbricazione particolarmente innovativa. Il risultato, pubblicato sulla rivista ACS Nano, permette una migliore comprensione dell’effetto di campo nei metalli superconduttori.
Dalla collaborazione tra il gruppo di crescita di nanofili di Lucia Sorba e quello di superconduttività di Francesco Giazotto, entrambi di Cnr-Nano attivi presso il laboratorio Nest di Pisa, è stata realizzata la nuova architettura sospesa in cui un nanofilo semiconduttivo, appoggiato su due nano-pilastri polimerici che lo tengono sollevato dal substrato di supporto, funge da impalcatura per un sottile strato di titanio superconduttivo. I ricercatori hanno dimostrato che i due elettrodi di gate permettono di controllare la supercorrente critica del titanio del canale del transistor e di indurlo alla transizione dallo stato superconduttivo a quello normale in modo reversibile.
“La rilevanza di questo lavoro è duplice”, spiega Giorgio De Simoni tra gli autori dello studio, “in primo luogo la tecnica di fabbricazione sviluppata permette una sospensione così robusta del superconduttore da consentire di immaginare nuovi studi che uniscano nano-meccanica e superconduttività”. Secondo i ricercatori inoltre lo studio aggiunge un tassello nella comprensione dell’effetto di campo nei superconduttori metallici, recentemente dimostrato da una famiglia di esperimenti, ma la cui origine microscopica è oggetto di dibattito. “Proprio perché sospeso il superconduttore è galvanicamente e termicamente separato dai gate”, continua De Simoni, “e questo permette di escludere che l’effetto campo sia riconducibile ad un meccanismo di trasporto di carica o di calore tra gli elettrodi di gate e il canale. È cruciale poter escludere tali meccanismi ‘ovvii’ che avrebbero permesso di interpretare la fenomenologia dell’effetto campo sin qui osservata senza ricorrere a nuova fisica. I nostri risultati, invece, indicano con forza che esiste ancora una zona d’ombra nella comprensione dello stato superconduttivo che dovrà essere ancora investigata a fondo sia sperimentalmente che teoricamente”. Non solo per ragioni di mera conoscenza ma anche per la rilevanza applicativa che questa fenomenologia sembra promettere nel campo della computazione classica e quantistica basata su superconduttori.
Mirko Rocci, Giorgio De Simoni, Claudio Puglia, Davide Degli Esposti, Elia Strambini, Valentina Zannier, Lucia Sorba, and Francesco Giazotto, “Gate-Controlled Suspended Titanium Nanobridge Supercurrent Transistor”, ACS Nano, https://doi.org/10.1021/acsnano.0c05355 (2020)
Vedi anche: