Průlom ve Švédsku: Supravodiče nově fungují i v teple a silných magnetech, elektronika bude úspornější

Vědci z Chalmersovy technické univerzity ve Švédsku vyvinuli nový design materiálu, který řeší zásadní překážku v oblasti supravodivosti. Jejich objev umožňuje supravodivost při vyšších teplotách a zároveň odolnost vůči silným magnetickým polím.

Vědci z Chalmersovy technické univerzity ve Švédsku vyvinuli nový design materiálu, který řeší zásadní překážku v oblasti supravodivosti. Jejich objev umožňuje supravodivost při vyšších teplotách a zároveň odolnost vůči silným magnetickým polím. Tento průlom by mohl otevřít cestu k výrazně energeticky úspornější elektronice a kvantovým technologiím.

Digitální zařízení, datová centra a informační a komunikační technologie (ICT) v současnosti spotřebovávají přibližně 6 % až 12 % celosvětové spotřeby elektřiny. Existuje tak značná a rostoucí potřeba energeticky účinnější elektroniky, kde se supravodivé materiály jeví jako slibné řešení. Na rozdíl od konvenční elektroniky, která ztrácí energii ve formě tepla, mohou supravodiče vést elektřinu s nulovými energetickými ztrátami. Mají tak potenciál zefektivnit energetické sítě, elektroniku a kvantové technologie až stokrát.

Cesta k praktickému využití je však stále blokována několika klíčovými výzvami. Jednou z hlavních překážek je, že supravodivé stavy často vyžadují extrémně nízké teploty, až kolem –200 °C. Chlazení na takové teploty je složité a energeticky náročné. Další významnou výzvou je, že supravodivost může být oslabena nebo zničena silnými magnetickými poli. To je kritické omezení, protože magnetická pole jsou často přítomna v pokročilých elektronických zařízeních a jsou nezbytná pro mnoho kvantových technologií.

Pro posun supravodivé technologie z laboratoře do praktického využití jsou proto zapotřebí materiály, které dokážou udržet supravodivost při vyšších teplotách – ideálně blízko pokojové teploty – a zároveň zůstanou robustní i v silných magnetických polích. Nový design spočívá ve vytvoření tvarovaného vzoru drobných kopců a údolí, menších než jedna miliontina tloušťky vlasu, na substrátu (MgO). Tento vzor řídí usazování atomů v supravodivém materiálu (YBCO). Na rozhraní mezi těmito dvěma vrstvami vzniká elektronická krajina, která umožňuje supravodivost při vyšších teplotách než dříve, a to i za přítomnosti silných magnetických polí.