巴斯克地区大学 第一个量子相电池,由砷化铟纳米线和铝超导导线接触组成
信用:安德里亚·奥里奥
电池属于日常生活
传统的电池——伏打电池——将化学能转化为电压,为电子电路供电
在许多量子技术中,电路或器件是基于超导材料的
在这种材料中,电流可以在不需要外加电压的情况下流动;因此,在这样的系统中不需要传统的电池
这些电流被称为超电流,因为它们没有任何能量损失
它们不是由电压引起的,而是由量子电路波函数的相位差引起的,这与物质的波动性质直接相关
一个能够提供持久相位差的量子设备可以被看作是一个量子相位电池,它在量子电路中感应出超电流
在这项工作中,作者提出了理论和实验合作的结果,导致了第一个量子相电池的制造
材料物理中心(CSIC CFM-UPV/EHU)介观物理小组的塞巴斯蒂安·贝杰特(Sebastian Bergeret)于2015年首次提出了这一想法,该小组由CSIC科学研究高级理事会(Consejo Superiod de Investigaciones scificas)(UPV/EHU)和巴斯克地区大学(U-E-U)联合发起,伊莉亚·托卡特利(Ilya Tokatly)和UPV/EHU纳米生物光谱组的池柏克教授(Ikerbasque)都是多诺斯蒂亚国际物理中心(Donostia)的副研究员
他们提出了一个理论体系,该体系具有构建相位电池所需的特性
它由超导和磁性材料结合而成,具有内在的相对论效应,称为自旋轨道耦合
几年后,比萨国家科学研究中心研究所的弗朗切斯科·贾佐托和艾丽娅·斯特兰比尼找到了一种合适的材料组合,并制造了第一个量子相电池,其结果现已发表在《自然纳米技术》杂志上
它由构成电池核心的氮掺杂砷纳米线和作为电极的铝超导导线组成
通过施加外部磁场给电池充电,然后关闭外部磁场
同样来自CFM的克里斯蒂娜·桑斯-费尔南德斯和克劳迪奥·瓜塞罗改编了该理论来模拟实验结果
在CFM纳米物理实验室和介观物理小组的合作下,这种电池的前景正在进一步改善
这项工作有助于量子技术的巨大进步,预计在不久的将来,量子技术将彻底改变计算和传感技术,以及医学和电信
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