თანამედროვე ციფრული სამყარო ენერგიის მოხმარების კრიზისის წინაშეა. მონაცემთა ცენტრები, საკომუნიკაციო ქსელები და ყოველდღიური გაჯეტები გლობალური ელექტროენერგიის 6-დან 12 პროცენტამდე მოიხმარენ. ენერგოეფექტურობის გაზრდის ერთ-ერთ ყველაზე პერსპექტიულ მიმართულებად ზეგამტარები ითვლება.

ზეგამტარებს აქვთ უნიკალური თვისება: მათ შეუძლიათ ელექტროენერგია ენერგიის დანაკარგის გარეშე, წინააღმდეგობის გარეშე გადასცენ. თუმცა, მათი პრაქტიკული გამოყენება აქამდე ორი მთავარი ბარიერით იყო შეზღუდული: უკიდურესად დაბალი ტემპერატურის საჭიროება და ძლიერი მაგნიტური ველებისადმი მგრძნობელობა.

ახალი მიდგომა: ზედაპირის სკულპტირება

შვედეთის ჩალმერსის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მეცნიერებმა Nature Communications-ში გამოქვეყნებულ კვლევაში წარმოადგინეს რევოლუციური მეთოდი. ნაცვლად მასალის ქიმიური შემადგენლობის შეცვლისა, მათ ყურადღება გაამახვილეს იმ ზედაპირზე, რომელზეც ზეგამტარი მასალა იზრდება.

კვლევის წამყვანი ავტორის, პროფესორ ფლორიანა ლომბარდის თქმით, მათ შეძლეს სუბსტრატის „სკულპტირება“ ნანოდონეზე, რამაც ზეგამტარობას საშუალება მისცა, უფრო მაღალ ტემპერატურაზე და ძლიერი მაგნიტური ველის პირობებშიც კი შეენარჩუნებინა სტაბილურობა.

როგორ მუშაობს ტექნოლოგია

მკვლევრებმა გამოიყენეს სპილენძის ოქსიდის მასალა კუპრატების ოჯახიდან, რომელიც უკვე ცნობილია შედარებით მაღალ ტემპერატურაზე მუშაობის უნარით. თუმცა, ამ მასალის სტრუქტურის მოდიფიცირება რთულია. მეცნიერებმა სუბსტრატი ვაკუუმში დაამუშავეს, რათა მის ზედაპირზე მიკროსკოპული ქედებისა და ხეობების თანმიმდევრული ნიმუში შეექმნათ.

ეს ნიმუში მოქმედებს როგორც „გზამკვლევი“ ატომებისთვის, რომლებიც ზეგამტარ ფენას ქმნიან. შედეგად, ინტერფეისის რეგიონში ელექტრონების ქცევა იცვლება, რაც ზეგამტარ მდგომარეობას აძლიერებს.

„ჩვენ ვაჩვენეთ, რომ ზეგამტარობის გაძლიერება შესაძლებელია არა მხოლოდ ახალი მასალების ძიებით, არამედ სუბსტრატის ზედაპირის ზუსტი ინჟინერიით,“ — აღნიშნავს პროფესორი ლომბარდი.

ეს მიგნებები მნიშვნელოვან ნაბიჯს წარმოადგენს ოთახის ტემპერატურის ზეგამტარობის მიღწევისკენ. ტექნოლოგია გზას უხსნის მომავლის ენერგოეფექტურ ელექტრონიკას, კვანტურ კომპიუტერებსა და მოწყობილობებს, რომლებიც ძლიერი მაგნიტური ველების გარემოში ოპერირებენ.