ابرعایق
ابرعایق (به انگلیسی: superinsulator) ماده ای است که در دماهای پایین اما متناهی، جریان الکتریسیته را هدایت نمی‌کند، یعنی دارای مقاومت بی‌نهایت است به‌طوری که جریان الکتریکی از آن عبور نمی‌کند.
حالت ابرعایقی دقیقاً حالت دوگان به حالت ابررسانایی است و می‌تواند با افزایش دما و اعمال میدان مغناطیسی و ولتاژ خارجی از بین برود. یک ابرعایق برای اولین بار توسط ام سی دیامانتینی، پی سودانو و سی‌ای تروگِنبرگر درسال ۱۹۹۶ پیش‌بینی شد[۱] که یک حالت پایه ابرعایق دوگان به ابررسانندگی پیدا کردند، که در سمت عایق انتقال ابررسانا-عایق در آرایه پیوند جوزفسون درنتیجه دوگانگی مغناطیسی-الکتریکی ظاهرشد. ابرعایق‌ها به‌طور مستقل توسط تی باتورینا و وی وینوکور درسال 2008[۲] بر اساس دوگانگی بین دو فهم تقارنی مختلف از اصل عدم قطعیت و به‌طور تجربی در فیلم‌های نیترید تیتانیوم (TiN) کشف شدند. اندازه‌گیری‌های سال ۲۰۰۸ نشان داد که جهش‌های مقاومتی غول‌پیکر به‌عنوان نمایان‌گری از انتقال آستانه ولتاژ به حالت ابرعایق تفسیر می‌شوند که به‌عنوان فاز محصور در دمای-پایین در زیر انتقال بار برزینسکی-کوسترلیتز-تولس شناسایی شد. این جهش‌ها مشابه یافته‌های قبلی از جهش‌های مقاومتی در فیلم‌های اکسید ایندیوم (InO) بود.[۳] انتقال فاز با دمای-کرانمند به حالت ابرعایق سرانجام درسال ۲۰۱۸ در فیلم‌های NbTiN توسط میرونوف و همکاران تاییدشد.[۴]
محققان دیگر پدیده مشابهی را در فیلم‌های ناهموار اکسید ایندیوم مشاهده کرده‌اند.[۵]
کاربردهای آینده
[ویرایش]ابرعایق‌ها به‌طور بالقوه می‌توانند به عنوان بستری برای حسگرها و واحدهای منطقی با کارایی-بالا استفاده شوند. در ترکیب با ابررساناها، ابرعایق‌ها می‌توانند برای ایجاد مدارهای الکتریکی کلیدزنی بدون اتلاف انرژی بهصورت گرما استفاده شوند.[۶]
منابع
[ویرایش]- ↑ M. C. Diamantini, P. Sodano, C. A. Trugenberger (1996). "Gauge theories of Josephson junction arrays". Nuclear Physics B. 4474 (3): 641–677. arXiv:hep-th/9511168. Bibcode:1996NuPhB.474..641D. doi:10.1016/0550-3213(96)00309-4.
{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link) - ↑ Valerii M. Vinokur, Tatyana I. Baturina, Mikhail V. Fistul, Aleksey Yu. Mironov, Mikhail R. Baklanov & Christoph Strunk (2008). "Superinsulator and quantum synchronization". Nature. 452 (7187): 613–615. Bibcode:2008Natur.452..613V. doi:10.1038/nature06837. PMID 18385735.
{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link) - ↑ G. Sambandamurthy, L. W. Engel, A. Johanson, E. Peled, D. Shahar (2005). "Experimental Evidence for a Collective Insulating State in Two-Dimensional Superconductors". Physical Review Letters. 94 (1): 017003. arXiv:cond-mat/0403480. Bibcode:2005PhRvL..94a7003S. doi:10.1103/PhysRevLett.94.017003. PMID 15698122.
{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link) - ↑ A. Yu. Mironov, D. M. Silevitch, T. Proslier, S. V. Postolova, M. V. Burdastyh, A. K. Gutakovskii, T. F. Rozenbaum, V. M. Vinokur, T. I. Baturina (2018). "Charge Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition in superconducting NbTiN films". Scientific Reports. 8 (1): 4082. arXiv:1707.09679. Bibcode:2018NatSR...8.4082M. doi:10.1038/s41598-018-22451-1. PMC 5840303. PMID 29511317.
{{cite journal}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link) - ↑ Ovadia, M.; Sacépé, B.; Shahar, D. (2009). "Electron-Phonon Decoupling in Disordered Insulators". Physical Review Letters. 102 (17): 176802. Bibcode:2009PhRvL.102q6802O. doi:10.1103/PhysRevLett.102.176802. PMID 19518807.
- ↑ "Newly discovered 'superinsulators' promise to transform materials research, electronics design". Physorg.com. April 7, 2008.
پیوند به بیرون
[ویرایش]- Vinokur, Valerii M.; Baturina, Tatyana I.; Fistul, Mikhail V.; Mironov, Aleksey Yu.; Baklanov, Mikhail R.; Strunk, Christoph (2008). "Superinsulator and quantum synchronization". Nature. Springer Science and Business Media LLC. 452 (7187): 613–615. Bibcode:2008Natur.452..613V. doi:10.1038/nature06837. ISSN 0028-0836. PMID 18385735.
- Levi Beckerson (10 Apr 2008). "Superinsulator, New State of Matter Observed". DailyTech. Archived from the original on 3 March 2016.
- Argonne National Laboratory (4 Apr 2008). "Newly discovered 'superinsulators' promise to transform materials research, electronics design". Argonne National Laboratory. Retrieved 31 May 2019.
- Argonne National Laboratory (9 Apr 2008). "Newly Discovered Fundamental State Of Matter, A Superinsulator, Has Been Created". Science News. Retrieved 31 May 2019.
- Jon Cartwright (2 Apr 2008). "Physicists discover the 'superinsulator'". Physicsworld. Retrieved 31 May 2019.
- Saswato R. Das (26 Feb 2010). "Scientists Solve Mystery of Superinsulators". IEEE Spectrum. Retrieved 31 May 2019.