国家材料科学研究所 薄层电阻(材料表面单位面积电阻率)的变化----超导转变的一个指标----是温度和磁场的函数
用多个样品测量的临界磁场随温度的变化
平行于样品表面的临界磁场超过了普遍接受的理论值(5
5-5
8吨)
在绝对零度温度下，预计它们将达到16-20吨
还显示了垂直于样品表面的临界磁场，以供比较(为清晰起见，比例为10倍)
信用:NIMS 众所周知，超导性很容易被强磁场破坏
NIMS大学、大阪大学和北海道大学共同发现，即使在强磁场作用下，原子级厚度的超导体也能保持其超导性
研究小组还发现了这一现象背后的新机制
这些结果可能有助于发展抗磁场超导材料和由超导和磁性材料组成的拓扑超导体
超导已被用于各种技术，如磁共振成像和高灵敏度的磁传感器
拓扑超导体是一种特殊类型的超导体，近年来受到了极大的关注
它们能够长时间保留量子信息，并可以与磁性材料结合形成量子位，使量子计算机能够进行非常复杂的计算
然而，超导性很容易被强磁场或附近的磁性材料破坏
因此，希望开发一种耐磁场的拓扑超导材料
研究小组最近制作了铟的晶体薄膜，这是一种常见的超导材料，具有原子级的厚度
研究小组随后发现了一种新的机制，可以防止这些薄膜的超导性被强磁场破坏
当磁场作用于超导材料时，磁场与电子自旋相互作用
它导致材料的电子能量发生变化，并破坏其超导性
然而，当超导材料变薄为二维原子层时，层中电子的自旋和动量耦合，导致电子自旋频繁旋转
这抵消了磁场引起的电子能量变化的影响，从而保持了超导性
这种机制可以将临界磁场(超导性消失的最大磁场强度)提高到16-20特斯拉，大约是公认理论值的三倍
它有望有广泛的应用，因为它是一种普通的超导材料，不需要特殊的晶体结构或强电子关联
基于这些结果，我们计划开发能够抵抗更强磁场的超导薄膜
我们还打算创造一种由超导和磁性材料组成的混合装置，这是发展拓扑超导所需要的:下一代量子计算机的重要组成部分
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