Uusi kvanttitila parantaa materiaalin johtavuutta 10 000 000 kertaa

Kansainvälinen fyysikkoryhmä raportoi uuden kvanttitilan löytämisestä. Tutkimuksessa todettiin

reunoja pitkin kulkevia silmukkavirtojaoktaedriset solut mangaanin, piin ja telluurikiteessä, jotka lisäävät materiaalin johtavuutta miljoonia kertoja. Löytö auttaa luomaan uusia kvanttilaitteita ja suprajohtimia.

Materiaali on mangaaniseos,piitä ja telluuria, joka on muodoltaan kahdeksankulmainen kenno, joka on järjestetty hunajakennokuvioon ja taitettu levyiksi. Jokaisessa tällaisessa "tasossa" elektronit voivat liikkua ympyrässä oktaedrisen kennon ympäri. 

Magneettikentän puuttuessa elektronit liikkuvatsekä myötä- että vastapäivään. Tämän seurauksena materiaali toimii eristeenä. Seoksen ominaisuudet muuttuvat, kun magneettikenttä kohdistetaan kohtisuoraan hunajakennojen "arkin" pintaan. Tällainen isku johtaa yksisuuntaisen elektronien "virtauksen" muodostumiseen ja johtavuuden lisääntymiseen seitsemällä suuruusluokalla.

Muutos lejeeringin johtavuudessa magneettikentän vaikutuksesta. Kuva: Yu Zhang et al.

Myös tutkijat havaitsivat senTämän materiaalin suprajohtavuus voidaan "aktivoida" myös sähkövirralla. Mutta tässä tapauksessa eristimen muuttaminen johtimeksi kestää useista sekunneista minuutteihin. 

Johtavuuden muutos magneettikentän vaikutuksestatai magneettiresistanssi on ominaista monille materiaaleille. Mutta se muutosaste, jonka tutkittu seos osoittaa, ylittää merkittävästi kaikki tunnetut analogit. Tutkijat uskovat, että kyky muuttaa eriste nopeasti johtimeksi magneettikentän avulla tai muuttaa sen ominaisuuksia hitaasti sähkövirran avulla on hyödyllistä luotaessa uusia laitteita.

Tiedemiehet jatkavat uuden kvanttitilan tutkimista ja etsivät muita materiaaleja, joissa se voi ilmetä.

Lue lisää:

Jupiterin satelliitin punaisten raitojen mysteeri paljastuu

Migreeni ja päänsärky löysivät uuden selityksen

Löytyi "mahdoton" planeetta. Hän uhmaa modernia tiedettä