Рений и сверхпроводники современных компьютеров

Рений и сверхпроводники современных компьютеров

Специалистами NIST (США) обнаружена новая комбинация металлов, благодаря которой создан сверхпроводящий материал. Особенность материала – высокотемпературные свойства, что открывает пути к разработкам передовых суперкомпьютеров. Рецептурные детали: ультратонкий слой рения, которым покрыты два слоя золота, толщиной меньше диаметра волоса человека (1/1000). Сверхпроводник с покрытием рения держит критическую температуру более 6К.

Сверхпроводник для будущих компьютерных систем

Явная величина критической температуры рения оказалась неожиданной даже для группы исследователей. Как отметил Дон Дэвид (Don David ), один из авторов публикации на страницах «Символы прикладной физики» (Applied Physics Letters):

Мы рассчитывали получить сверхпроводящие свойства за счёт золотых и медных пленок. Но мы не ожидали такой высокой прочности и эффективности после гальванизации рением.

Созданный сверхпроводник, покрытый рением, характерен нулевыми показателями электрического сопротивления в условиях низкой критической температуры. Обычно критическая температура имеет низкое, труднодостижимое значение.

Гальванизация рением приблизила материал к идеальным техническим характеристикам. Такие параметры предпочтительны для печатных плат сверхбыстрых вычислительных машин следующего поколения.

Характеристика нулевого сопротивления типична для сверхпроводящих материалов. Но важны более высокие, легко достижимые критические температуры. Предпочтителен металл, механически легко обрабатываемый, нетоксичный и тугоплавкий.

Инновация тут же привлекла внимание крупных компаний, разрабатывающих и выпускающих современную вычислительную технику.

Гальваника — это процесс, заключающийся в пропускании электрического тока через раствор электролита, куда погружается обрабатываемая деталь, требующая создания металлической поверхностной плёнки.

Используются разные инструменты для формирования покрытия, такие как оптическая система с заряженными частицами и компоненты для криогенных операций, в данном случае — с монтажными компьютерными платами.

Экспериментально подбиралось металлическое покрытие, имеющее свойства сверхпроводимости. Группа исследовала несколько комбинаций, пока не наткнулась на рений.

Этот жёсткий, трассировочный, тугоплавкий металл применяется в конструкциях турбин реактивных двигателей.

Были проведены испытания на электрическое сопротивление и сверхпроводимость. По результатам проведённых экспериментов выяснилось, что критическая температура материала (6K) выше, чем у гелия.

Чем отличаются сверхпроводники от обычных проводников

Внутри каждого компьютера работает электронная монтажная плата. Этот компонент насыщен тысячами вытравленных токоведущих дорожек. Электрические импульсы — «биты», передаются через дорожки платы, обеспечивая функциональность компьютера.

Прохождению электрических импульсов традиционно препятствует электрическое сопротивление, которым замедляется ход электронов, стекающих по цепи, а энергия выделяется на сопротивлении теплотой.

Сверхпроводники характерны наличием нулевого электрического сопротивления. Благодаря этому свойству, нагрева не происходит.

С другой стороны увеличивается эффективность системы в целом, что сопровождается существенным увеличением скорости и мощности компьютерных систем.

Сверхпроводники — явление не новое. Однако гальванизированный рений, как показали исследования, может стать лучшим материалом из тех, что были обнаружены до настоящего момента. Особо практичным этот сверхпроводник видится для конструирования электронных плат компьютеров.


Источник для материала: CUB


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *