Wetenschappers TU Delft maken nieuwe stap in de omwikkeling van supergeleidende computers

Associate Professor Mazhar Ali en zijn onderzoeksgroep aan de TU Delft hebben eenrichtingssupergeleiding zonder magnetische velden ontdekt, iets wat sinds de ontdekking in 1911 voor onmogelijk werd gehouden. De ontdekking, die afgelopen week in Nature werd gepubliceerd, maakt gebruik van 2D kwantummaterialen en is een eerste stap op weg naar supergeleidende computers. Supergeleiders kunnen elektronica honderden malen sneller maken, en dat alles zonder energieverlies, aldus de TU Delft in een persbericht. Ali: “Als de 20e eeuw de eeuw was van de halfgeleiders, kan de 21e eeuw de eeuw van de supergeleider worden.”

In de 20^e eeuw hebben veel wetenschappers – waaronder Nobelprijswinnaars – zich gebogen over de aard van supergeleiding, die in 1911 door de Nederlandse natuurkundige Kamerlingh Onnes werd ontdekt. In supergeleiders gaat een stroom door een draad zonder enige weerstand, wat betekent dat het remmen van deze stroom of zelfs het blokkeren ervan nauwelijks mogelijk is – laat staan om de stroom in slechts één richting te laten lopen en niet de andere.

Dat Dr. Heng Wu en Dr. Yaojia Wang, de hoofdonderzoekers in Ali’s groep die dit onderzoek hebben uitgevoerd, erin zijn geslaagd éénrichtingsverkeer te maken van supergeleiding – noodzakelijk voor computers – is opmerkelijk: je kunt het vergelijken met het uitvinden van een speciaal soort ijs dat geen wrijving geeft als je de ene kant op schaatst, maar onoverkomelijke wrijving als je de andere kant op schaatst.

Supergeleiding bij kamertemperatuur? Dan kunnen er energiecentrales dicht

De Groningse natuurkundige Heike Kamerlingh Onnes presenteerde in 1911 zijn theorie van supergeleiding.

Energiereserves

De voordelen van de toepassing van supergeleiders in elektronica zijn tweezijdig. Met supergeleiders kan elektronica honderden keren sneller worden, en door supergeleiders in ons dagelijks leven toe te passen zou IT veel groener worden: een supergeleidende draad van hier naar de maan zou de energie zonder verlies transporteren. Zo zou het gebruik van supergeleiders in plaats van gewone halfgeleiders volgens NWO tot tien procent van alle Westerse energiereserves veilig kunnen stellen. 

Een interview met associate professor Mazhar Ali over het paper “De veldvrije Josephson-diode in een van der Waals heterostructuur” lees je va deze link.

Op 18 en 19 mei organiseren associate professor Mazhar Ali en zijn samenwerkingspartners prof. Valla Fatemi (Cornell University) en dr. Heng Wu (TU Delft) op het Virtual Science Forum een “Superconducting Diode Effects Workshop“, waarbij twaalf internationale experts lezingen zullen geven (die ook op YouTube gepubliceerd worden) over de huidige stand van zaken op dit gebied, alsmede over toekomstige onderzoeks- en toepassingsrichtingen.