Un puente por el que peatones y ciclistas circulan en el mismo flujo sin estorbarse. Así funcionan, más o menos, los sistemas híbridos de superconductores y semiconductores: unos transportan corriente sin pérdidas y otros controlan esa corriente. Pero para construir ese puente se necesita un superconductor que no le tema a los campos magnéticos intensos y que no destruya la frágil base semiconductora durante su fabricación.
Los autores del trabajo encontraron el material adecuado: una aleación de platino, iridio, germanio y silicio (PtIrSiGe). Permanece superconductora incluso en un campo magnético de 1,9 teslas, unas 40 000 veces más intenso que el campo magnético terrestre. Además, puede depositarse sobre una oblea de germanio calentada a 500 grados, y la fina capa conductora dentro de la oblea conserva su movilidad excepcional de 1,3 millones de centímetros cuadrados por voltio-segundo. En comparación, en el silicio con el que se fabrican los procesadores convencionales, la movilidad es cientos de veces menor.
Los investigadores no solo crearon el material, sino que lo probaron en la práctica: construyeron con él una unión Josephson, un elemento clave de la electrónica superconductora. Esta unión actúa como un interruptor muy preciso que responde al campo magnético. De hecho, montaron un circuito cuántico simple: un SQUID (dispositivo superconductor de interferencia cuántica), capaz de detectar señales magnéticas extremadamente débiles.
Este puente superconductor conecta el mundo de la alta movilidad del germanio con el mundo de los campos magnéticos intensos. Así, abre el camino hacia nuevos dispositivos cuánticos, desde cúbits topológicos hasta interfaces entre sistemas superconductores y de espín.
El germanio fue el primer material en el que funcionó un transistor en 1947, pero luego fue casi desplazado por el silicio. Ahora, gracias a su capacidad para formar capas ultrapuras con movilidad récord, el germanio regresa a la gran ciencia, esta vez para las tecnologías cuánticas.
En la novela 'Blindsight' de Peter Watts, los SQUID superconductores se utilizan para detectar los campos magnéticos del cerebro, una tecnología que se acerca gracias a materiales como el descrito en el artículo.