Des granulés d'aluminium contre le champ magnétique express

Original: "Granular aluminum induced superconductivity in germanium for hole spin-based hybrid devices"
arXiv:2602.21364 · 2026-02-24 · CC BY 4.0 · 1 min
De minuscules grains d'aluminium aident un supraconducteur à conserver ses propriétés dans un champ magnétique.

Un supraconducteur ordinaire et un champ magnétique, c'est comme l'eau et le feu : le champ déchire les paires d'électrons qui transportent le courant sans résistance. Mais si, au lieu d'un film continu, on prend une poussière de minuscules grains d'aluminium, chacun recouvert d'une fine couche d'oxyde, la donne change. Ces granulés, déposés sur une plaque de germanium et de silicium, résistent à un champ dirigé aussi bien le long que perpendiculairement à la surface.

Dans l'expérience, la couche d'aluminium granulé a montré une nette bande interdite supraconductrice avec des pics à une énergie de 305 microélectronvolts — c'est comme une empreinte digitale prouvant que la supraconductivité est réelle. De plus, la bande interdite persistait dans un champ magnétique qui la supprime habituellement. Grâce à cette robustesse, les niveaux d'énergie des impuretés ont pu être séparés de plus de 50 microélectronvolts (soit une fréquence d'environ 12 gigahertz) — un effet nécessaire pour contrôler les spins.

L'aluminium granulé, c'est comme une bouillie congelée de grains de sable d'aluminium dans une matrice d'oxyde. Chaque grain est un îlot supraconducteur individuel, et ensemble ils forment un matériau aux propriétés inhabituelles.

Une telle robustesse ouvre la voie à la création de bits quantiques à base de structures supraconductrices et semi-conductrices. En contrôlant le champ magnétique, on peut ajuster l'interaction des spins — les « aiguilles » internes des électrons — et construire des dispositifs quantiques plus fiables.

L'aluminium granulé est obtenu en déposant des vapeurs d'aluminium dans une atmosphère d'oxygène — le métal se condense alors en grains minuscules, chacun étant immédiatement enveloppé d'une coquille d'oxyde.

Scientifiques
Paul DiracEmilio Gino SegrèWolfgang PauliSatyendra Nath BoseAlbert EinsteinLeo Esaki
Notions
arséniure de gallium supraconductivité triplet qubits semiconducteurs nitrure d'aluminium oxyde d'aluminium supraconductivité du graphène carbure de silicium semi-conducteur