Los físicos han producido un nuevo dispositivo que puede demostrar el efecto Hall anómalo cuántico. EN
¿Qué es el efecto Hall?
El efecto Hall cuántico es un fenómeno macroscópico.Su esencia es que la resistencia transversal en el material cambia en pasos. Se puede observar en sistemas electrónicos bidimensionales. Esto requiere bajas temperaturas y fuertes campos magnéticos.
Sin embargo, un sistema bidimensional puede espontáneamentegenerar su propio campo magnético, incluso en ausencia de campos externos. Por ejemplo, con la ayuda del ferromagnetismo orbital, que se produce como resultado de la interacción de los electrones. Este es el efecto Hall cuántico anómalo.
Un ejemplo del efecto en la vida real.
Si tomamos un alambre ordinario a través del cual fluyecorriente eléctrica y usar el campo magnético, puede crear un nuevo voltaje eléctrico. Será perpendicular al flujo de corriente. Este es el llamado efecto Hall.
Fuente: Maxime Martínez, CC BY-SA 4.0, vía Wikimedia Commons
Existe su correspondiente versión cuántica.efecto que ocurre con ciertos incrementos, o cuantos. Esto abrió la posibilidad de utilizar el efecto Hall anómalo cuántico para crear nuevos cables altamente conductores o incluso computadoras cuánticas. Sin embargo, la física que conduce a este fenómeno aún no se comprende por completo.
¿Qué han hecho los científicos?
Un grupo de investigadores dirigido por empleadosEl Instituto de Ciencias de los Materiales de la Universidad de Tsukuba utilizó un material aislante topológico. En él, la corriente fluye en las interfaces, pero no pasa a través de la masa principal para causar el efecto Hall anómalo cuántico.
Los físicos han descubierto que el uso de elementos ferromagnéticosmaterial (hierro) como capa superior del dispositivo, el efecto de proximidad magnética puede conducir al orden magnético sin introducir desorden. Podría haber sido causado por un método alternativo de dopaje con impurezas magnéticas.
Recuerde que el orden magnético(disposición espacial ordenada de momentos magnéticos) se estudia más en sólidos que tienen un orden de largo alcance en la disposición de los átomos y una red cristalina, en cuyos nodos se ubican periódicamente los átomos con momentos magnéticos.
¿Cómo fue el experimento?
Como resultado, la corriente generada por el efecto Hall anómalo cuántico puede pasar a lo largo del límite de la capa sin dispersarse. Y esto es muy útil para el funcionamiento de nuevos dispositivos de ahorro de energía.
Para hacer instrumentos de película delgadaLa heteroestructura monocristalina, que consiste en una capa de hierro sobre telururo de estaño, se hizo crecer en una plantilla mediante epitaxia de haz molecular. Los investigadores midieron la magnetización de la superficie utilizando neutrones, que tienen un momento magnético pero no carga eléctrica.
¿Cuál es el resultado final?
Los científicos descubrieron que el orden ferromagnético se establece aproximadamente a dos nanómetros de la capa de telururo de estaño desde el límite con el hierro. Sorprendentemente, existe incluso a temperatura ambiente.
Ayudará en el proyecto de implementación de espintrónica.próxima generación y crear dispositivos de computación cuántica. Esto solo requiere capas que demuestren el efecto Hall anómalo cuántico. Ahora, como ha demostrado este estudio, es bastante fácil de obtener.
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Foto de portada: Simon Whitehead de Australia, CC BY 2.0, vía Wikimedia Commons