研究人员找到从超导体形成二极管的方法

来自比萨，Jyväskylä，San Sebastian和MIT的一组研究人员已经证明了如何利用由超导体和磁铁组成的异质结构来产生半导体二极管中的单向电流。

然而，这些新型超导二极管的工作温度远低于半导体二极管，因此在量子技术中很有用。

量子技术电子学

我们的大多数日常电子设备，如收音机、逻辑元件或太阳能电池板，都依赖于二极管，其中电流可以主要沿一个方向流动。这种二极管依赖于半导体系统的电子特性，这些特性在未来量子技术所需的超低亚开尔文温度下停止工作。超导体是电阻率通常为零的金属，但与其他金属接触时，可以表现出高接触电阻。

这可以从能隙中理解，能量间隙表明超导体中形成的电子激发的禁区。它类似于半导体中的能隙，但通常要小得多。虽然这种间隙的存在已经存在了几十年，但以前没有观察到类似二极管的特征，因为它需要打破触点电流 - 电压特性的通常鲁棒对称性。

这项新工作展示了如何在适当放置在结中的铁磁绝缘体的帮助下打破这种对称性。由于当今量子技术研究的很大一部分是基于在超低温下运行的超导材料，因此这种创新对他们来说很容易获得。

协作的力量

该研究结果是作为SUPERTED项目的一部分进行的，该项目由欧盟的未来和新兴技术（FET Open）资助。该项目旨在创建世界上第一个基于超导体/磁体异质结构的电磁辐射超导热电探测器。

“实际上，发现二极管功能是一个令人惊喜的惊喜，这是对SUPERTED样品进行彻底表征的结果，”来自Istituto Nanoscienze-CNR和比萨Scuola Normale Superiore（SNS）的Elia Strambini解释说，他做出了最初的发现。

来自Istituto Nanoscienze的Francesco Giazotto-CNR和SNS领导了实验工作，他说，他认为“这一发现对于量子技术中的几项任务来说是有希望的，比如电流整流或电流限制。

来自于韦斯屈莱大学的Tero Heikkilä教授致力于研究效果背后的理论。他说：“这一发现显示了不同类型的研究人员之间合作的力量，从材料科学到超导电子学和理论。没有欧洲的支持，这种合作就不会发生。

该研究发表在Nature Communications上。