Sibiro federalinio universiteto mokslininkai, būdami tarptautinės grupės dalimi, taikydami kvantinį cheminį modeliavimą, ištyrė dvimatius polimerus, pagrįstus tetraokso [8] cirkulio ir s-metalo atomais. Nustatyta, kad kalcio atomais pakeitus tetraokso [8] cirkulino polimero paviršių, atsiranda žemesnėje nei 14,5 K temperatūroje superlaidumas ir galimas dviejų lygių sistemos, pagrįstos kalcio atomais, įgyvendinimas. kvantinių bitų konstravimas ir vėlesnis diegimas kvantiniuose kompiuteriuose.
Straipsnis buvo paskelbtas žurnale „Nanoscale“. Pažangai kuriant šiuolaikinius prietaisus reikia kurti naujas medžiagas, turinčias unikalių savybių. Organinių monomerų naudojimas dvimatiams lakštams (polimerams) formuoti leidžia lanksčiai suprojektuoti ir optimizuoti funkcinius įtaisus, nes tokių konstrukcijų savybės priklauso nuo pasirinkto monomero tipo, nuo monomerų prijungimo prie polimero metodo ir gautos medžiagos dydis.
Papildoma premija yra tokių medžiagų elastingumas, palyginti su trapesniais neorganiniais lakštais. Akyti organiniai polimerai leidžia vienodai įtraukti metalo atomus į savo struktūrą, o tai prisideda prie jų funkcinių savybių išplėtimo. Mokslininkai į polimero poras įdėjo įvairių s-metalų atomus ir ištyrė tokių nanostruktūrų savybes.
„Įdomiausios savybės buvo atrastos, kai polimeras buvo modifikuotas kalcio atomais, kuriame buvo realizuota unikali kvantinė būsena (S = ½), todėl tokios medžiagos yra perspektyvios kuriant kvantinių kompiuterių elementus - kubitus. Vienas iš pagrindinių parametrų kuriant magnetinius kubitus yra būsenų kvantinės superpozicijos tarnavimo laikas, kuris griežtai priklauso nuo sukimosi būsenos. Medžiagos, kurių centrai yra sukimosi būsenoje S = ½, laikomos perspektyviausiomis “, - sakė Sibiro federalinio universiteto Tarptautinio spektroskopijos ir kvantinės chemijos tyrimų centro darbuotoja Liudmila Begunovič.
Autoriai pabrėžia, kad organinių metalų polimero kaip kubitų naudojimo pranašumas yra tas, kad, priešingai nei tradiciškai siūlomi molekuliniai magnetai (organinės metalinės molekulės, turinčios magnetines savybes), kurie turi būti tiksliai ir tvarkingai išdėstyti ant pagrindo, aktyvūs centrai (kalcio atomai) yra tolygiai ir vienodai įterptas į polimero struktūrą, o tai supaprastina jų naudojimą kuriant prietaisus. Be to, šie polimerai pasižymi superlaidumu, o kritinė superlaidžioji perėjimo temperatūra yra 14,5 K.
„Dėl superlaidumo ir galimai ilgo sukimosi superpozicijos būsenos kalcio derinyje tokia medžiaga yra ypač perspektyvi pritaikant kvantinės informacijos apdorojimo srityje. Tikimės, kad superlaidumas gali būti realizuotas kituose kovalentiniuose organiniuose polimeruose per dopingo mechanizmą, kaip anksčiau buvo padaryta daugelyje anglies ir angliavandenilių kristalų.
Iš organinių metalų pagamintų superlaidininkų gamyba žada būti pigesnė nei esamų superlaidininkų, kurių pagrindą sudaro gryni metalai, lydiniai ir keramika, o kvantinių bitų diegimas yra paprastesnis ir elegantiškesnis “, - pabrėžia tyrimo vadovas Artemas Kuklinas. Tyrimą rėmė Rusijos mokslo fondas (dotacija 19-73-10015).