Suprajohteet ovat aineita, joiden sähkövastus ja energiahäviöt katoavat kokonaan hyvin alhaisessa lämpötilassa.

Suprajohdekytkin on puolestaan mekanismi, jolla materiaalin suprajohdeominaisuus voidaan kytkeä päälle ja pois päältä samalla tavoin kuin sähkökatkaisijalla.

Kohti haihtumattomia suprajohtavia RAM-muistilaitteita

Uudessa kytkimessä on valittu ferromagneettiseksi eristeeksi on EuS, ja suprajohteena toimii niobium.

Kytkimen avaintekijä on ylimääräinen kultakerros EuS:n ja Nb:n välissä. Tämä tehostaa suprajohteeseen syntyvää magneettista vaihtokenttää ja mahdollistaa suprajohtavuuden absoluuttisen päälle/pois-kytkennän.

”Tämä saavutus voi avata tien haihtumattomien suprajohtavien RAM-muistilaitteiden kehittämiselle”, sanoo tutkijatohtori Alberto Hijano Jyväskylän yliopistosta.

”Kytkin myös säästää energiaa ja vähentäisi tietokoneiden energian kulutusta, koska magneettinen kytkin poistaisi jatkuvan lämpökuormituksen.”

Nobelistin kytkin näytti suuntaa

Ranskalainen nobelisti Pierre-Gilles de Gennes ehdotti jo vuonna 1966 mekanismia suprajohtavuuden kytkemiseksi päälle ja pois päältä magneettisessa laitteessa.

Siinä suprajohtava materiaali asetetaan kahden ferromagneettisen eristeen väliin, jolloin magneettisen vaihtokentän nettovoimakkuutta voidaan säätää eristekerrosten magnetoitumien keskinäistä suuntaa muuttamalla.

Tällöin suprajohteen kriittinen lämpötila laskee, kun magnetoitumat ovat samansuuntaiset. Jos ferromagneettisten kerrosten magnetoitumat ovat vastakkaissuuntaiset, kerrosten vaikutus suprajohtavuuteen kumoutuu.

”Vaikka nämä rakenteet ovat osoittaneet suprajohtavan kriittisen lämpötilan herkkyyden magnetoitumien keskinäiselle suunnalle, ovat muutokset kriittisessä lämpötilassa olleet ennustettua pienempiä”, Hijano kertoo.

Tuoreen tutkimuksen tekivät yhdessä Jyväskylän yliopiston kanssa Cambridgen yliopisto ja Baskimaan yliopisto.