Post #1773

Создан новый тип полупроводника на основе германия, обладающего сверхпроводимостью 🌐 Международная группа исследователей превратила германий (один из базовых полупроводников микроэлектроники) в сверхпроводник, сохранив его кристаллическую структуру. Ключевым препятствием, которое десятилетиями не удавалось преодолеть, было разрушение идеальной алмазоподобной решётки германия при введении высоких концентраций легирующей примеси, необходимой для возникновения сверхпроводимости. Учёные решили эту проблему, применив метод молекулярно-лучевой эпитаксии: атомы галлия не хаотично внедрялись в междоузлия, а целенаправленно замещали атомы германия в узлах кристаллической решётки в концентрациях, ранее считавшихся недостижимыми без разрушения материала. Возникшая при этом небольшая деформация не нарушила стабильности кристалла, что и оказалось решающим фактором. 🧪 В полученном материале высокая концентрация носителей заряда позволила электронам объединяться в куперовские пары, которые движутся через кристалл без рассеяния, обеспечивая нулевое электрическое сопротивление. Сверхпроводящее состояние достигается при температуре около 3,5 К - чрезвычайно низкой, но достижимой с помощью существующих криогенных систем. Важно, что сверхпроводимость реализована именно в германии, который уже является краеугольным камнем полупроводниковой индустрии: он широко применяется в высокочастотных чипах, волоконно-оптических системах и высокоэффективных транзисторах. Сверхпроводящий германий открывает путь к созданию принципиально новых гибридных устройств, где классические полупроводниковые компоненты и сверхпроводящие элементы сосуществуют на одном кристалле. Это особенно важно для масштабируемых квантовых процессоров, высокочувствительных магнитометров (SQUID) и энергоэффективной криогенной электроники. В отличие от многих экзотических сверхпроводников, германий совместим с существующей кремниевой технологией, что приближает промышленное производство квантовых устройств. Как подчёркивают авторы работы, демонстрация сверхпроводимости в германии создаёт беспрецедентные возможности для разработки готовых к масштабированию квантовых схем, способных работать в интеграции с классической электроникой.