Septembre dernier, Le chimiste et concepteur d'instruments du CIRES, Don David, et ses collègues Dave Pappas et Xian Wu de l'Institut national des normes et de la technologie ont découvert une nouvelle combinaison de métal plaqué puissante qui est supraconductrice à des températures facilement atteintes. supercalculateurs de bord. David et ses collègues viennent de publier la nouvelle recette :une couche ultrafine de rhénium prise en sandwich entre des couches d'or, chacun mesurant 1/1000ème du diamètre d'un cheveu humain qui peut supraconducteur à une température critique supérieure à 6 Kelvin.

"L'ampleur de la température critique était inattendue, " dit Don David, directeur du CIRES Integrated Instrument Development Facility et coauteur d'un article publié cette semaine dans Lettres de physique appliquée . "Nous réfléchissions depuis un certain temps aux moyens de conférer des propriétés supraconductrices aux films d'or et de cuivre, et nous avons été surpris de la robustesse et de l'efficacité de la fine couche de Re électrolytique."

Un supraconducteur est un matériau dont la résistance électrique est nulle lorsqu'il est refroidi à une température critique. Cette température est généralement étonnamment basse et coûteuse à obtenir. Le rhénium électrolytique de l'équipe répond aux caractéristiques idéales souhaitées pour une utilisation dans les circuits imprimés pour ultrarapide, applications informatiques de nouvelle génération :supraconducteurs à plus haut, des températures critiques plus faciles à atteindre, facile à travailler mécaniquement, non toxique, et fond à haute température. La nouvelle découverte attire déjà l'attention des géants internationaux de l'informatique.

Galvanoplastie, le processus faisant passer un courant électrique à travers une solution aqueuse d'un métal dissous pour créer un revêtement métallique sur un objet immergé, est quelque chose que David fait presque quotidiennement. Le travail de David est très demandé dans la communauté de la recherche :lui et son équipe soutiennent la science en plaquant des instruments tels que l'optique à particules chargées et des composants pour les applications cryogéniques, et dans ce cas, circuits imprimés pour une équipe du NIST. Ils recherchaient un placage métallique qui pourrait être supraconducteur pour le groupe de traitement quantique de Pappas au NIST. L'équipe avait essayé sans succès un certain nombre de combinaisons, puis un jour, le collègue de David au NIST, Xian Wu, leur a suggéré d'essayer le rhénium :un trace de métal, avec un point de fusion élevé, souvent utilisé dans la construction de turbines de moteurs à réaction.

L'équipe a testé la résistance électrique, et étaient heureux de le voir supraconducteur jusqu'à 6K, bien au-dessus de la température d'ébullition de l'hélium liquide (4,2 K). L'équipe étudie maintenant le rôle de l'incorporation d'hydrogène, interfaces, et la contrainte sur la température supraconductrice améliorée. Mais quelle que soit la raison de l'amélioration, pouvoir galvaniser un supraconducteur est un pas de géant dans la création des hautes performances de demain, ordinateurs supraconducteurs.

À l'intérieur de chaque ordinateur se trouve un circuit imprimé :un planche électronique gravée de milliers de voies conductrices. Des impulsions d'informations électriques appelées « bits » accélèrent partout, exécuter les fonctions de l'ordinateur. Dans les ordinateurs ordinaires, ces impulsions électriques sont entravées par le matériau qui constitue la carte-la résistance électrique ralentit les électrons qui se précipitent sur les circuits, et l'énergie gaspillée devient de la chaleur. Mais avec un supraconducteur, il n'y a littéralement aucune résistance électrique, donc pas de chauffage. Cette efficacité se traduira par des systèmes informatiques extrêmement rapides et puissants.

Les supraconducteurs ne sont pas nouveaux, mais le nouvel article présente des preuves que le rhénium électrolytique peut être le meilleur matériau trouvé à ce jour pour la construction de cartes de circuits informatiques supraconductrices. De nombreux autres matériaux supraconducteurs, comme le mercure ou le plomb, sont difficiles à travailler mécaniquement, ont de mauvaises propriétés de soudure, ou fondre à des températures trop basses. Encore plus impressionnant, le processus de galvanoplastie serait facilement étendu à la production de masse, dit David.

L'équipe a déposé un brevet provisoire, et leur travail a déjà suscité l'intérêt de plusieurs géants de la technologie et sponsors gouvernementaux.