Το πυρίτιο έχει έναν νέο τύπο υπεραγωγιμότητας. Κατάλληλο για Quantum Computing

Μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής φυσικούς από το Πανεπιστήμιο του Τενεσί παρουσίασε στοιχεία για την παρουσία

σπάνια χειρόμορφη επιφάνεια πυριτίουυπεραγωγιμότητα. Εάν επιβεβαιωθεί η ανακάλυψη, το υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε κβαντικούς υπολογιστές και υπολογιστές. Αυτό θα επιταχύνει τη μαζική χρήση τους λόγω των δοκιμασμένων τεχνολογιών για τη δημιουργία μικροτσίπ με βάση το πυρίτιο.

Στην εργασία τους, οι επιστήμονες αναπαρήγαγαν τη φυσική,παρόμοια με τα χαλκούρια (σύνθετες ενώσεις χαλκού και οξυγόνου), τους πιο διάσημους υπεραγωγούς υψηλής θερμοκρασίας, αναπτύσσοντας το ένα τρίτο μιας μονοστιβάδας ατόμων κασσίτερου σε ένα υπόστρωμα πυριτίου. Σε αυτή την περίπτωση, η απώθηση μεταξύ των ηλεκτρονίων κασσίτερου είναι τόσο μεγάλη που δεν μπορούν να κινηθούν και δεν διαθέτουν υπεραγωγιμότητα.

Για να ξεπεράσουν αυτή την αντίσταση, οι επιστήμονεςεισήγαγε άτομα βορίου στην κρυσταλλική δομή του στρώματος του πυριτίου. Τέτοια "εγκλεισματα" παίρνουν μερικά από τα ηλεκτρόνια από το στρώμα κασσίτερου (έως 10%), επιτρέποντας στα υπόλοιπα να κινούνται ελεύθερα μέσα στο στρώμα. Πειράματα έδειξαν ότι ένα τέτοιο τροποποιημένο υλικό έχει μεταλλικές και υπεραγώγιμες ιδιότητες. Επιπλέον, η κρίσιμη θερμοκρασία του υπερβαίνει τα ανάλογα σχεδόν όλων των στοιχειωδών υπεραγωγών.

Επιπλέον, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι σε αυτόΟ συνδυασμός κασσίτερου και πυριτίου εμφανίζει τις ιδιότητες των χειρόμορφων υπεραγωγών. Στα χειραλικά συστήματα περιστροφής, δεξιόστροφα και αριστερόστροφα είναι τα ίδια, αλλά ταυτόχρονα διαφορετικά, εξηγούν οι επιστήμονες, αυτό μπορεί να συγκριθεί με την ομοιότητα και τη διαφορά μεταξύ του δεξιού και του αριστερού χεριού.

Στην κβαντομηχανική, οι ιδιότητες του απλού ήΤα ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια κωδικοποιούνται σε μια μαθηματική κυματική συνάρτηση, η οποία μπορεί να είναι αριστερή, δεξιά ή «τοπολογικά ασήμαντη». Η μελέτη έδειξε ότι η συνάρτηση υπεραγώγιμου κύματος στο στρώμα κασσίτερου αποδεικνύεται ότι κατευθύνεται δεξιόστροφα σε ένα μέρος του δείγματος και αριστερόστροφα στο άλλο. Με την πάροδο του χρόνου, αλλάζουν, αλλά πάντα περιστρέφονται προς διαφορετικές κατευθύνσεις.

Επιπλέον, πειράματα έχουν δείξει ότιΣτον νέο υπεραγωγό, παρατηρούνται δύο μονοδιάστατα κανάλια αγωγιμότητας που διατρέχουν την περίμετρο του υλικού του δείγματος. Σε αυτά τα κανάλια τοποθετούνται εξωτικές οντότητες (σωματίδια μαντζουράνας), οι οποίες, υπό προϋποθέσεις, συνδυάζουν ένα σωματίδιο και ένα αντισωματίδιο. Αυτή η συμπεριφορά μαρτυρεί επίσης υπέρ της παρουσίας χειρόμορφης υπεραγωγιμότητας.

Τα σωματίδια μαντζουράνας προστατεύονται τοπολογικά,ανοσία σε ό,τι συμβαίνει στο περιβάλλον τους και είναι πολλά υποσχόμενα στοιχεία για τους κβαντικούς υπολογιστές, λένε οι επιστήμονες. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ενσωμάτωση των εξωτικών ιδιοτήτων των υπεραγωγών με μια εύκολα κλιμακούμενη πλατφόρμα υλικών με βάση το πυρίτιο θα φέρει τις κβαντικές τεχνολογίες πιο κοντά στην παραγωγή βιομηχανικής κλίμακας.

Διαβάστε περισσότερα:

Δύο φωτογραφίες της Γης με διαφορά 50 ετών συγκρίθηκαν στη NASA: τι βρήκαν οι επιστήμονες

Ένας πλανήτης στο μέγεθος της Γης βρέθηκε κοντά μας. Ίσως υπάρχει μια ατμόσφαιρα

Δείτε τα χρυσά «σιδεράκια» του 17ου αιώνα: τα τοποθέτησε ένας κοινωνικός