Negli ultimi giorni, mentre l’attenzione dell’opinione pubblica è concentrata sui superconduttori, una notizia che merita considerazione potrebbe sfuggire. Tuttavia, la scienza continua a progredire costantemente e adesso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha realizzato un dispositivo superconduttore che promette di migliorare l’efficienza energetica e termica dell’elettronica. Questo importante lavoro è stato pubblicato su Physical Review Letters.
Anche se il dispositivo progettato dal MIT è ancora in fase di sviluppo, esso si presenta già come due volte più efficiente rispetto alle precedenti architetture di diodi, garantendo un trasporto di corrente più efficiente e prevenendo le perdite. Inoltre, è stato scoperto che questo diodo potrebbe avere un impatto anche nel campo del calcolo quantistico. Inizialmente, questa scoperta era derivata dall’analisi dei fermioni di Majorana, i quali sono fondamentali per la creazione dei qubit topologici, progetto seguito da Microsoft. Successivamente, si è compreso che il lavoro sui diodi superconduttori, ispirato ai fermioni di Majorana, può essere facilmente trasferito nel regno dei circuiti classici, cioè dei circuiti non quantistici.
La struttura del diodo del MIT è costituita da una striscia ferromagnetica sovrastante un sottile film superconduttore. Il team di ricerca ha anche individuato i fattori chiave che permettono a questa struttura di funzionare come un diodo, cioè come un componente che può far passare corrente elettrica in una sola direzione, senza resistenza grazie alla presenza della superconduttività.
I diodi costituiscono l’elemento fondamentale dell’elettronica, attraverso di essi si ottengono i transistor, e con miliardi di transistor e diodi vengono realizzati i chip elettronici. Le porte logiche, così come i diodi nei LED e negli OLED degli schermi, sfruttano questa tecnologia. Tuttavia, attualmente ogni volta che una corrente elettrica attraversa un componente elettronico, si verifica una resistenza che ostacola il percorso di corrente e produce calore. Tale fenomeno indesiderato comporta la necessità di dissipare il calore tramite l’impiego di dissipatori e ventole. Questo problema rappresenta una sfida per i progettisti, i quali devono tenerlo in considerazione per evitare il surriscaldamento dei dispositivi elettronici.
La superconduttività rappresenta una soluzione rivoluzionaria a questo problema, poiché riduce o addirittura elimina la resistenza, consentendo così un maggiore rendimento e una minore dissipazione di energia sotto forma di calore. Tuttavia, ad oggi, la superconduttività può essere ottenuta solo a temperature estremamente basse, vicino allo zero assoluto. Gli scienziati del MIT stanno cercando di risolvere questa limitazione, lavorando sulle differenze microscopiche nella struttura del materiale.
Il team di ricerca sostiene che il diodo superconduttore sia una soluzione robusta e in grado di funzionare in un’ampia gamma di temperature, aprendo così la strada a nuove tecnologie e progetti. Inoltre, il design di questi diodi è sufficientemente semplice e compatibile per poter essere facilmente scalabile, permettendo la produzione di milioni di diodi su un singolo wafer di silicio.
Philip Moll, direttore dell’Istituto Max Planck per la struttura e la dinamica della materia in Germania, non coinvolto nella ricerca, si è espresso su questa scoperta in un’intervista con SciTechDaily. Secondo Moll, il lavoro del team del MIT dimostra che i diodi superconduttori rappresentano ora un problema risolto da un punto di vista ingegneristico. Inoltre, ha sottolineato che le efficienze record raggiunte dal progetto sono state ottenute ancora lontane dall’ottimizzazione, lasciando quindi ancora ampio spazio per ulteriori miglioramenti.
In conclusione, il dispositivo superconduttore sviluppato dal MIT rappresenta un importante passo avanti verso l’efficienza energetica e termica dell’elettronica. La sua potenziale applicazione nel calcolo quantistico e la sua facilità di realizzazione e scalabilità lo rendono un contributo significativo nel campo dell’ingegneria elettronica.
Il nuovo diodo del MIT rivoluzionerà i microprocessori
Il Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha sviluppato un dispositivo superconduttore che migliorerà l’efficienza energetica e termica dell’elettronica. Questo diodo superconduttore è due volte più efficiente delle precedenti architetture di diodi e potrebbe avere un impatto sul calcolo quantistico. Il diodo è costituito da una striscia ferromagnetica in cima a un film sottile superconduttore e permette il passaggio della corrente elettrica in una sola direzione senza resistenza. La superconduttività rivoluzionaria offre zero resistenza e quindi zero calore da dissipare, migliorando le prestazioni e riducendo i consumi energetici. Il diodo superconduttore è in grado di funzionare in un ampio intervallo di temperature ed è facilmente scalabile. Nonostante le efficienze record raggiunte, i ricercatori credono che ci sia ancora molto margine di miglioramento.
