Исследователи из MIT, Калифорнийского университета в Риверсайде и SEEQC Inc. представили новую систему, состоящую из четырёх сверхпроводящих диодов (SD), которые пропускают электрический ток только в одном направлении. Их сверхпроводящий диодный мост, описанный в статье в Nature Electronics, продемонстрировал эффективность выпрямления 42% ± 5% при криогенных температурах.
Авторы, включая докторов Ингла-Айнеса, Мудеру и Муханова, исследовали применение сверхпроводящих диодов для создания полезных схем. Они разработали полноволновые сверхпроводящие выпрямители, состоящие из ультратонких плёночных слоёв, включая сверхпроводник и ферромагнитный изолятор, что повышает их эффективность.
Для улучшения производительности диодов исследователи применили асимметричные края и поперечное магнитное поле. Это позволило создать мост из четырёх высокоэффективных диодов, что ранее было невозможно. Схема выпрямителя SD эффективно преобразует переменный ток в постоянный при температурах жидкого гелия.
Работа может способствовать развитию квантовых технологий и интеграции в квантовые компьютеры. Исследователи планируют добиться эффективной работы SD-накопителей и выпрямителей при нулевом магнитном поле, что снизит энергопотребление и откроет новые возможности для обработки данных.
На левой панели показана схема сверхпроводящего выпрямителя, используемого для преобразования переменного тока в постоянный с помощью четырёх сверхпроводящих диодов (синего цвета), соединённых сверхпроводящими связями, и одного сглаживающего конденсатора (C), обеспечивающего выходное напряжение постоянного тока.
На правой панели показана работа полноволнового выпрямителя: входной переменный ток (вверху) преобразуется в напряжение постоянного тока (внизу) при температуре жидкого гелия (1,7 К). Источник: Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01375-5
Дополнительная информация: Josep Ingla-Aynés et al, Efficient superconducting diodes and rectifiers for quantum circuitry, Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01375-5
Источник: https://phys.org/news/2025-05-superconducting-diode-bridge-efficiently-ac.html