Ruido gigante en un sándwich de superconductor e imán ⚡ экспресс
Las mediciones del ruido de disparo en uniones superconductor/aislante/ferromagnético (V/MgO/Fe) revelaron una amplificación gigantesca, varios órdenes de magnitud por encima de lo previsto. La razón es una realización específica del efecto de proximidad superconductor, controlado por simetrías orbitales. La ruptura de la simetría de inversión en la heteroestructura y el acoplamiento espín-órbita interfacial resultante conducen a la formación de superconductividad triplete en el hierro ferromagnético, la cual difiere radicalmente de la superconductividad singlete del vanadio. Así, se demuestra experimentalmente que el ruido de disparo incrementado, típico de contactos Josephson con dos superconductores, también puede observarse en un sistema con un solo superconductor. Este hallazgo impulsa a repensar la influencia de la interacción espín-órbita y de los efectos de proximidad en las propiedades de una amplia clase de materiales.
El ruido eléctrico normal es como un débil siseo en los auriculares. Es el ruido de disparo de los electrones que pasan a través de un contacto. Pero en el experimento con el sándwich de vanadio superconductor, aislante MgO y hierro magnético, este ruido rugió, haciéndose cientos de veces más fuerte.
El secreto está en el efecto de proximidad: el superconductor «contagia» a las capas vecinas su capacidad de conducir corriente sin resistencia. La superconductividad convencional fue explicada por John Bardeen, y Leo Esaki estudió los efectos túnel. Normalmente, los electrones en un superconductor forman pares con espines opuestos, como dos bailarines girando en sentidos contrarios. Pero en este sándwich, los espines se alinearon en la misma dirección, como si ambos giraran hacia la derecha. Esto es superconductividad triplete. Fue ella la que permitió que la corriente fluyera sin obstáculos a través del hierro magnético, generando el ruido gigante.
Este descubrimiento cambia la física de las estructuras en capas y abre el camino a la espintrónica: la electrónica que utiliza el espín del electrón en lugar de la carga.
🎯 El hierro, normalmente un imán, en esta estructura se convierte temporalmente en superconductor: por él fluye corriente sin resistencia.