Переход Джозефсона обычно изготавливается из одного слоя материала, зажатого между двумя слоями полупроводников. Однако физики из научно-исследовательского института RIKEN (Япония) и компании Fujitsu создали это устройство из двухмерного слоя теллурида вольфрама, который уже демонстрировал прежде и сверхпроводящее состояние, и состояние квантового спинового холловского изолятора, сообщает Phys.org.

Для соединения сторон слоя теллурида вольфрама ученые использовали палладий, а для его защиты — нитрид бора. При измерении магнитного отклика была обнаружена интерференционная картина, характерная для перехода Джозефсона, твердотельный сверхпроводниковый элемент, по которому между двумя электродами протекает туннельный ток.

Несмотря на то, что исследование представляет основу для понимания сложной сверхпроводимости в двумерных системах, необходима дальнейшая работа для поиска более экзотических свойств. Дело в том, из-за быстрого окисления поверхности в условиях окружающей среды теллурид вольфрама трудно обрабатывать. Это значит, что вся операция должна происходить в специальной лаборатории.

Ученые надеются, что их следующий шаг — реализация сверхплоских вентильных структур — поможет сформировать переходы Джозефсона с точно подобранной геометрией и использовать экспериментальные методы микроволнового резонанса для наблюдения и изучения необычной топологической природы этих устройств.

Топологические материалы, способные без потерь перемещать электроны по своей поверхности, могут стать основой для эффективной электроники будущего. Однако, в отличие от современных транзисторов, бездиссипативный поток электронов в топологических материалах трудно отключать. Ученые из Гарварда разработали топологический транзистор со звуковыми волнами вместо электронов и предложили архитектуру универсального логического вентиля.