超導體已用於醫學成像、快速數字電路或靈敏磁力計，並具有進壹步應用的巨大潛力。然而，大多數具有重要技術價值的超導體的電導率實際上並不是100%。在這些所謂的第二類超導體中，外部磁場以磁力線的形式穿透材料。這些通量線被稱為阿布裏科索夫渦旋(Abrikosov Vortex)，以物理學家阿列克謝·阿布裏科索夫(Alexei Abrikosov)的預測命名，並獲得了2003年諾貝爾物理學獎。
在中等電流下，渦流開始移動，超導體不再能夠在沒有電阻的情況下承載電流。在大多數超導體中，低阻態受1 km/s的渦旋速度限制，這決定了超導體在各種應用中的實際使用極限。同時，這個速度也不足以解決不平衡集體系統豐富的物理問題。現在，來自維也納大學、法蘭克福歌德大學和RAS微結構研究所的科學家團隊發現了壹種新的超導系統。
在這種新的超導系統中，磁通量可以以10到15 km/s的速度移動，這種新的超導體顯示出壹種罕見的性能組合——高結構均勻性、大臨界電流和受熱電子的快速弛豫。這些特性的結合確保了通量(流動不穩定性)超導體從低阻態到正常導電態的突然轉變發生在足夠大的傳輸電流下。這項研究的主要作者、維也納大學超導和自旋電子學實驗室主任Oleksander Dobrovolschi說:
近年來，已經有實驗和理論工作指向壹個值得註意的問題。壹些研究認為，電流驅動的渦流可能比超導載流子移動得更快。然而，這些研究使用局部不均勻結構。雖然這些材料中的本征釘紮不壹定像其他非晶超導體中的那樣弱，但受熱電子的快速弛豫成為使超快渦旋運動的主要因素。在這項研究中，研究人員在法蘭克福的歌德大學通過聚焦離子束誘導沈積制造了壹種Nb-C超導體。
值得註意的是，除了Nb-C超導體的超快渦旋速度，直寫納米制造技術還可以制造形狀復雜的納米結構和具有復雜互連的三維磁通回路，有可能應用於量子信息處理。為了達到超導體能夠承載的最大電流，即所謂的去配對電流，需要在宏觀長度範圍內相當均勻，這部分是由於材料中的小缺陷。實現去配向電流不僅是壹個基本問題，而且對應用非常重要；正如實驗所預測和證實的:
如果微米寬的超導帶材受到接近電流值的電流偏壓，那麽帶材可以通過單個近紅外或光學光子轉變成電阻狀態。RAS微結構研究所高級研究員丹尼斯·沃多拉佐夫(Denis Vodolazov)表示:這種方法為構建大面積單光子探測器開辟了前景，可用於* * *焦顯微鏡、自由空間量子密碼術、深空光通信等領域。研究人員已經成功地研究了沈積的Nb-C超導帶中渦流的移動速度。這些超導帶的臨界電流接近去配對電流，磁場為零。
結果表明，由於局部增強的電流密度，磁通流動不穩定性開始於超導體邊緣附近。這為廣泛使用的通量不穩定性模型的適用性提供了見解，並表明Nb-C超導體是快速單光子探測器的良好候選材料。