Student World

Experimenty Bellových laboratoří, při kterých bylo dosaženo zdvojnásobení teploty, kdy fullereny nevykazují žádný elektrický odpor, zvyšuje naděje na vznik bezztrátové organické elektroniky.

Vědci z Bellových laboratoří společnosti Lucent Technologies dokázali, že uhlíkové molekuly tvaru fotbalového míče, známé také jako fullereny, jsou schopny fungovat jako supravodiče, a to při relativně vysokých teplotách. To zvyšuje naději na příchod bezztrátové a levné organické elektroniky a na další praktické využití, např. v kvantových počítačích.

Supravodiče jsou materiály, u kterých při snížení teploty pod určitou mez mizí elektrický odpor. Tým Bellových laboratoří dokázal, že fullereny fungují jako supravodiče při teplotách nižších než 117 Kelvinů (- 156,16 C). To je víc než dvojnásobná teplota ve srovnání s dosavadním loňským rekordem 52 Kelvinů (- 221,16 C).

Přestože to vypadá na velký mráz, je teplota dostatečně vysoká na to, aby k chlazení fullerenů stačil tekutý dusík a nebylo nutno používat mnohem dražší tekuté hélium.

Viceprezident Bellových laboratoří pro výzkum Federico Capasso upřesňuje: ”Fullereny jsou tak mnohem zajímavějšími předměty výzkumu a zdá se, že se splní počáteční očekávání a stanou se i důležitým technickým materiálem.”

Fullereny jsou velké uhlíkové molekuly, obsahující až 60 atomů uhlíku a jsou pojmenovány po americkém vynálezci R. Buckminster Fullerovi, protože se podobají jeho architektonickým konstrukcím zvaným ”geodetické kupole” (geodesic domes). Bellovy laboratoře v roce 1991 poprvé dokázaly, že fullereny s příměsí draslíku jsou schopny fungovat jako supravodiče.

Tým Bellových laboratoří vedený fyzikem Hendrikem Schonem vložil mezi fullereny molekuly chloroformu a bromoformu (molekula podobná chloroformu, kde jsou atomy chlóru nahrazeny atomy brómu). Tím vznikly ”roztažené” fullerenové krystaly s molekulami chloroformu a bromoformu vklíněnými mezi fullereny. Výsledkem je snížená přitažlivost mezi sousedními molekulami krystalu a nižší elektrický odpor. Připojením elektronické součástky známé jako tranzistor řízený elektrickým polem (FET) dosáhli vědci Bellových laboratoří supravodivosti fullerenového krystalu již při rekordně vysoké teplotě – 156,16 C.

Bývalý výzkumník Bellových laboratoří a současný vedoucí výzkumu kondenzovaných látek britské univerzity v Cambridge, profesor Peter Littlewood, uvádí: ”Jsem překvapen, protože jsem nečekal, že by se teplotu podařilo natolik zvýšit. Je to vynikající výsledek.”

Není známo, že by při stejné či vyšších teplotách fungovaly ještě jiné supravodiče s výjimkou supravodičů z oxidů mědi. U nich se však potýkáme s jinými problémy. Fyzika supravodičů z oxidů mědi je nestandardní, zatím ji zcela nechápeme a tyto supravodiče jsou značně nákladné. I přesto již byly komerčně využity při výrobě vysoce účinných magnetů a supravodičů v systémech pro přenos elektrické energie. Fullereny jsou však potenciálně levnější a jejich fyziku lépe chápeme, protože se zjevně chovají jako klasické supravodiče.

Pan Schon dodává: ”Výsledky našeho výzkumu ukazují, že supravodivost při vysokých teplotách se neomezuje jen na oxidy mědi. S pokračujícím výzkumem se zřejmě dočkáme dalších překvapení v oblasti supravodivosti v podobě nových materiálů i dalších poznatků.”

Mezi vědci, kteří se na tomto výzkumu podíleli, najdeme i pracovníky Bellových laboratoří Christiana Kloce a Bertrama Batlogga (ten je navíc spolupracovníkem laboratoře fyziky pevných částic švýcarské technické univerzity ETH-Zurich).

Bellovy laboratoře čítají 27 000 zaměstnanců ve 25 zemích. Jedná se tak o největší organizaci v oboru telekomunikací a o předního tvůrce technologií v této oblasti. Od roku 1925 vzešlo z Bellových laboratoří přes 28 000 patentů. Jejich úloha při vynálezu či zdokonalení nedůležitějších technologií v oblasti telekomunikací je zcela zásadní. K uvedeným vynálezům patří tranzistory, digitální sítě a digitální zpracování signálů, komunikační systémy založené na laserech a optických vláknech, mobilní telefony, elektronické ústředny, tónová volba a modemy. Vědci Bellových laboratoří získali šest Nobelových cen za fyziku, devět medailí USA za vědu ”Medal of Science” a šest medailí za techniku ”Medal of Technology”. Bližší informace o Bellových laboratořích jsou k dispozici na internetové adrese www.bell-labs.com.

Společnost Lucent Technologies, se sídlem v Murray Hill, N.J., USA, navrhuje a dodává systémy pro největší světové poskytovatele služeb v oblasti komunikací. Díky výzkumnému a vývojovému zázemí Bellových laboratoří, se Lucent může spolehnout na svoje pevné postavení v oblasti mobilních, optických, datových a hlasových síťových technologií, stejně jako v oblasti software a servisu pro rozvoj sítí příští generace. Systémy, servis a software firmy jsou navrženy tak, aby pomáhali zákazníkům rychle vybudovat a lépe spravovat jejich sítě a vytvořit nové servisní služby, které přinášejí zisk a pomáhají rozvoji podnikání i zákazníkům. Pro více informací o Lucent Technologies navštivte webovské stránky www.lucent.com nebo www.lucent.cz.

autor