Ein internationales Physikerteam meldete die Entdeckung eines neuen Quantenzustands. Die Studie ergab
Das Material ist eine Manganlegierung,Silizium und Tellur, das die Form achteckiger Zellen hat, die in einem Wabenmuster angeordnet und zu Blättern gefaltet sind. Innerhalb jeder dieser „Ebenen“ können sich Elektronen kreisförmig um die Oktaederzelle bewegen.
Ohne Magnetfeld bewegen sich Elektronensowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn. Dadurch wirkt das Material als Isolator. Die Eigenschaften der Legierung ändern sich, wenn ein Magnetfeld senkrecht zur Oberfläche der „Platte“ aus Waben angelegt wird. Ein solcher Aufprall führt zur Bildung eines unidirektionalen "Flusses" von Elektronen und zu einer Erhöhung der Leitfähigkeit um sieben Größenordnungen.
Änderung der Leitfähigkeit der Legierung unter Einfluss eines Magnetfeldes. Bild: Yu Zhang et al.
Das fanden die Forscher auch herausDie Supraleitung in diesem Material kann auch durch elektrischen Strom „aktiviert“ werden. In diesem Fall dauert die Umwandlung des Isolators in einen Leiter jedoch mehrere Sekunden bis Minuten.
Änderung der Leitfähigkeit als Reaktion auf ein Magnetfeldoder Magnetowiderstand ist für viele Materialien charakteristisch. Aber der Veränderungsgrad, den die untersuchte Legierung zeigt, übertrifft alle bekannten Analoga deutlich. Die Forscher glauben, dass die Fähigkeit, einen Isolator mithilfe eines Magnetfelds schnell in einen Leiter zu verwandeln oder seine Eigenschaften mithilfe eines elektrischen Stroms langsam zu ändern, bei der Entwicklung neuer Geräte nützlich sein wird.
Wissenschaftler werden den neuen Quantenzustand weiter erforschen und nach anderen Materialien suchen, in denen er sich manifestieren kann.
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