Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Physikern der University of Tennessee präsentierte Beweise für das Vorhandensein von
Wissenschaftler reproduzierten in ihrer Arbeit Physik,ähnlich wie Cuprate (komplexe Verbindungen aus Kupfer und Sauerstoff) - die berühmtesten Hochtemperatur-Supraleiter -, indem ein Drittel einer Monoschicht aus Zinnatomen auf einem Siliziumsubstrat gezüchtet wird. In diesem Fall ist die Abstoßung zwischen Zinnelektronen so groß, dass sie sich nicht bewegen können und keine Supraleitung besitzen.
Um diesen Widerstand zu überwinden, WissenschaftlerBoratome in die Kristallstruktur der Siliziumschicht einführten. Solche „Einschlüsse“ nehmen einen Teil der Elektronen aus der Zinnschicht (bis zu 10 %), sodass sich der Rest frei innerhalb der Schicht bewegen kann. Experimente haben gezeigt, dass ein solches modifiziertes Material metallische und supraleitende Eigenschaften hat. Darüber hinaus übersteigt seine kritische Temperatur Analoga fast aller elementaren Supraleiter.
Darüber hinaus fanden die Forscher das in diesem herausDie Kombination von Zinn und Silizium weist die Eigenschaften von chiralen Supraleitern auf. In chiralen Rotationssystemen seien Rechts- und Linkslauf gleich, aber gleichzeitig unterschiedlich, erklären die Wissenschaftler, vergleichbar mit der Ähnlichkeit und dem Unterschied zwischen rechter und linker Hand.
In der Quantenmechanik sind die Eigenschaften einzelner odergepaarte Elektronen werden in einer mathematischen Wellenfunktion kodiert, die links, rechts oder "topologisch trivial" sein kann. Die Studie zeigte, dass die supraleitende Wellenfunktion in der Zinnschicht in einem Teil der Probe im Uhrzeigersinn und im anderen gegen den Uhrzeigersinn gerichtet ist. Im Laufe der Zeit verändern sie sich, rotieren aber immer in unterschiedliche Richtungen.
Darüber hinaus haben Experimente das gezeigtIm neuen Supraleiter werden zwei eindimensionale Leitungskanäle beobachtet, die entlang des Umfangs des Probenmaterials verlaufen. In diesen Kanälen werden exotische Gebilde (Majoran-Teilchen) platziert, die unter bestimmten Bedingungen ein Teilchen und ein Antiteilchen kombinieren. Auch dieses Verhalten spricht für das Vorhandensein chiraler Supraleitung.
Majoranpartikel sind topologisch geschützt,immun gegen das, was in ihrer Umgebung passiert, und sind vielversprechende Elemente für Quantencomputer, sagen Wissenschaftler. Die Forscher glauben, dass die Integration der exotischen Eigenschaften von Supraleitern mit einer hochskalierbaren Plattform von Materialien auf Siliziumbasis die Quantentechnologien der Produktion im industriellen Maßstab näher bringen wird.
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