Silicium har en ny type superledning. Velegnet til Quantum Computing

Et team af forskere ledet af fysikere fra University of Tennessee fremlagde beviser for tilstedeværelsen af

sjælden chiral siliciumoverfladesuperledningsevne. Hvis opdagelsen bekræftes, kan materialet bruges i kvantecomputere og computere. Dette vil fremskynde deres masseanvendelse på grund af gennemprøvede teknologier til at skabe siliciumbaserede mikrochips.

I deres arbejde reproducerede videnskabsmænd fysik,ligner cuprates (komplekse forbindelser af kobber og oxygen), de mest berømte højtemperatur-superledere, ved at dyrke en tredjedel af et monolag af tinatomer på et siliciumsubstrat. I dette tilfælde er frastødningen mellem tinelektroner så stor, at de ikke kan bevæge sig og ikke besidder superledning.

For at overvinde denne modstand, videnskabsmændindførte boratomer i siliciumlagets krystalstruktur. Sådanne "indeslutninger" tager nogle af elektronerne fra tinlaget (op til 10%), hvilket tillader resten at bevæge sig frit inde i laget. Eksperimenter har vist, at et sådant modificeret materiale har metalliske og superledende egenskaber. Desuden overstiger dens kritiske temperatur analoger af næsten alle elementære superledere.

Det fandt forskerne desuden i denneKombinationen af ​​tin og silicium udviser egenskaberne af chirale superledere. I chirale rotationssystemer er med uret og mod uret det samme, men på samme tid forskellige, forklarer forskerne, kan dette sammenlignes med ligheden og forskellen mellem højre og venstre hånd.

I kvantemekanikken er egenskaberne ved enkelt ellerparrede elektroner er kodet i en matematisk bølgefunktion, som kan være venstre, højre eller "topologisk triviel". Undersøgelsen viste, at den superledende bølgefunktion i tinlaget viser sig at være rettet med uret i den ene del af prøven og mod uret i den anden. Over tid ændrer de sig, men roterer altid i forskellige retninger.

Det har forsøg desuden vistI den nye superleder observeres to endimensionelle ledningskanaler, der løber langs prøvematerialets omkreds. Eksotiske enheder (merianpartikler) placeres i disse kanaler, som under visse forhold kombinerer en partikel og en antipartikel. Denne adfærd vidner også til fordel for tilstedeværelsen af ​​chiral superledning.

Merian partikler er topologisk beskyttet,immune over for, hvad der sker i deres miljø og er lovende elementer for kvantecomputere, siger videnskabsmænd. Forskerne mener, at integration af superlederes eksotiske egenskaber med en let skalerbar platform af siliciumbaserede materialer vil bringe kvanteteknologier tættere på produktion i industriel skala.

Læs mere:

To billeder af Jorden med en forskel på 50 år blev sammenlignet på NASA: hvad forskerne fandt

En planet på størrelse med Jorden er blevet fundet ikke langt fra os. Måske er der en stemning

Se på de gyldne "bøjler" fra det 17. århundrede: de blev installeret af en socialite