Fysikere har lavet en ny enhed, der kan demonstrere en kvanteanomal effektHall.V
Hvad er Hall-effekten?
Quantum Hall-effekten er et makroskopisk fænomen, der siger, at forskydningsmodstanden i et materiale ændres i trin.Det kan observeres i todimensionelle elektroniske systemer, der kræver lave temperaturer og stærke magnetfelter.
Et todimensionelt system kan dog spontantgenerere deres eget magnetfelt, selv i fravær af eksterne felter. For eksempel ved hjælp af orbital ferromagnetisme, som opstår som følge af interaktionen af elektroner. Dette er den unormale kvante Hall-effekt.
Et eksempel på effekten i det virkelige liv
Hvis vi tager en almindelig ledning, som strømmer igennemelektrisk strøm, og bruge magnetfeltet, kan du oprette en ny elektrisk spænding. Det vil være vinkelret på strømmen. Dette er den såkaldte Hall-effekt.
Kilde: MaximeMartinez, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Der er dens tilsvarende kvanteversioneffekt, der opstår med visse trin eller kvanta. Dette åbnede muligheden for at bruge den kvante-anomale Hall-effekt til at skabe nye stærkt ledende ledninger eller endda kvantecomputere. Men den fysik, der fører til dette fænomen, er stadig ikke fuldt ud forstået.
Hvad har forskerne gjort?
En gruppe forskere ledet af medarbejdereMaterials Science Institute ved University of Tsukuba brugte et topologisk isolatormateriale. I den flyder strømmen ved grænsefladerne, men passerer ikke gennem hovedmassen for at forårsage den kvanteanomale Hall-effekt.
Fysikere har fundet ud af, at ved at bruge et ferromagnetisk materiale - jern - som det øverste lag af enheden, er den magnetiske effektDet kan skyldes en alternativ metode til magnetisk doping med magnetiske urenheder.
Husk, at den magnetiske bestilling(ordnet rumligt arrangement af magnetiske momenter) er mest undersøgt i faste stoffer, der har en lang rækkefølge i arrangementet af atomer og et krystalgitter, ved hvilke knudepunkter atomer med magnetiske momenter periodisk er placeret.
Hvordan var eksperimentet?
Som et resultat kan den strøm, der genereres af den kvante-anomale Hall-effekt, passere langs laggrænsen uden spredning. Og dette er meget nyttigt til driften af nye energibesparende enheder.
Til fremstilling af tyndfilmsinstrumentenkelt-krystal heterostruktur, som består af et lag jern oven på tin tellurid, blev dyrket på en skabelon ved molekylær stråle epitaksi. Forskerne målte magnetiseringen af overfladen ved hjælp af neutroner, som har et magnetisk moment, men ingen elektrisk ladning.
Hvad er bundlinjen?
Forskerne fandt, at den ferromagnetiske orden er etableret omkring to nanometer i tintelluridlaget fraDet er bemærkelsesværdigt, at det eksisterer selv ved stuetemperatur.
Det vil hjælpe i implementeringsprojektet for spintronicsnæste generation og skabe kvantecomputere. Dette kræver blot lag, der demonstrerer den kvante anomale Hall-effekt. Nu, som denne undersøgelse har vist, er det ret nemt at opnå.
Læs mere:
Rumflyet vil levere last til ISS og lande i en almindelig "lufthavn"
Stjernen nærmede sig det sorte hul, og det blev revet fra hinanden: videnskabsmænd observerede dette fra tre teleskoper
Fysikere forklarer Hawkings 'kosmiske misforhold': hvordan det vil ændre videnskaben
Forsidefoto: Simon Whitehead fra Australien, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons