‘Genangan air superkonduktor’: Jaringan tersembunyi Diamond dapat memberi daya pada chip kuantum masa depan
Ilmuwan AS telah menjelaskan ilmu fisika di balik superkonduktivitas berlian, yang dapat membantu para insinyur mengembangkan perangkat kuantum yang lebih kuat, termasuk chip kuantum multifungsi. Tim peneliti gabungan terdiri dari para ahli dari Argonne National Laboratory (ANL) Departemen Energi AS (DOE), Pennsylvania State University, dan University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering. Penelitian ini menemukan wawasan baru tentang bagaimana listrik dapat mengalir melalui berlian tanpa hambatan dalam kondisi yang tepat. Temuan ini dapat menghasilkan chip kuantum multifungsi yang mampu menggabungkan beberapa teknologi kuantum dalam satu material. “Ini menawarkan cara berpikir baru dengan mengintegrasikan perilaku superkonduktor dan semikonduktor untuk menciptakan peluang bagi perangkat kuantum multifungsi,” kata David Awschalom, PhD, dari UChicago PME. Menurut Awschalom, yang merupakan Liew Family Professor of Quantum Science and Engineering and Physics di UChicago PME dan direktur Chicago Quantum Exchange, terobosan ini dapat membuat teknologi kuantum lebih efisien dan lebih terintegrasi dengan teknologi klasik. Penemuan tak terduga Berlian dihargai dalam teknologi canggih karena kekerasannya yang luar biasa, sifat optiknya, dan konduktivitas termal (Tc). Ini memiliki konduktivitas termal dan kekerasan mineral tertinggi dari semua material yang diketahui. Ia juga bisa menjadi superkonduktor ketika diolah dengan boron, suatu elemen yang mengubah konduktivitas listriknya. Lebih dari dua dekade yang lalu, para ilmuwan menemukan bahwa berlian juga dapat menjadi superkonduktor ketika diolah dengan atom boron, sebuah elemen yang dapat mengubah perilaku listriknya. Namun hingga saat ini, mekanisme di balik fenomena tersebut masih belum jelas. Untuk menganalisis fenomena tersebut, para peneliti mensintesis film tipis berlian berkualitas tinggi, yang mengandung atom boron yang didistribusikan secara hati-hati. Mereka terkejut saat mengetahui bahwa meskipun strukturnya tampak seragam, film-film tersebut memiliki mosaik tersembunyi dari daerah superkonduktor mikroskopis. Tim peneliti menyebut wilayah ini sebagai “genangan air”. Ditemukan lebih lanjut bahwa mereka akhirnya terhubung satu sama lain, sehingga memungkinkan arus listrik mengalir melalui material tanpa hambatan. “Penemuan yang kebetulan ini benar-benar mengejutkan kami karena ini adalah film kristalin yang homogen secara struktural,” Nitin Samarth, PhD, Profesor Fisika dan Sains dan Teknik Material Verne M. Willaman di Penn State, dan salah satu penulis makalah tersebut, mengatakan. “Jadi, pertanyaannya adalah: Dari mana datangnya rincian ini?” Platform kuantum baru Menurut para peneliti, wilayah superkonduktor ini tidak tetap. Bentuk dan perilakunya dapat dimodifikasi dengan mengubah medan magnet, suhu, dan arus listrik. Para peneliti yakin mereka dapat belajar menghubungkannya secara lebih efisien dengan mengidentifikasi bagaimana elektron berpindah di antara keduanya. Hal ini dapat meningkatkan kinerja perangkat kuantum masa depan dan memungkinkannya beroperasi pada suhu yang lebih tinggi. Sementara itu, beberapa parameter dapat disesuaikan secara independen untuk menyesuaikan sifat material, termasuk konsentrasi boron, orientasi kristal, regangan mekanis, dan dimensi. “Kami sekarang memiliki peta jalan yang dapat diandalkan untuk rekayasa superkonduktor berlian dengan menyesuaikan sifat inti material secara independen,” kata Samarth dalam pernyataan pers. “Ada banyak kemungkinan menarik di sini, baik untuk teknologi kuantum maupun klasik.” Awschalom mencatat bahwa penemuan ini dapat mengarah pada penciptaan perangkat kuantum-on-chip yang multifungsi. “Bayangkan teknologi masa depan yang menggabungkan cahaya, putaran, superkonduktivitas, dan magnet, semuanya dalam satu material yang juga dapat diintegrasikan dengan mikroelektronika saat ini,” tutupnya. Studi ini telah dipublikasikan di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Diterbitkan : 2026-06-16 18:47:00
sumber : interestingengineering.com
