Les physiciens ont produit un nouvel appareil capable de démontrer l’effet Hall anormal quantique. DANS
Qu'est-ce que l'effet Hall ?
L'effet Hall quantique est un phénomène macroscopique.Son essence est que la résistance transversale du matériau change par étapes. Cela peut être observé dans les systèmes électroniques bidimensionnels. Cela nécessite des températures basses et des champs magnétiques puissants.
Cependant, un système bidimensionnel peut spontanémentgénèrent leur propre champ magnétique, même en l'absence de champs externes. Par exemple, à l'aide du ferromagnétisme orbital, qui résulte de l'interaction des électrons. C'est l'effet Hall quantique anormal.
Un exemple de l'effet dans la vraie vie
Si l'on prend un fil ordinaire par lequel circulecourant électrique et utiliser le champ magnétique, vous pouvez créer une nouvelle tension électrique. Il sera perpendiculaire au flux de courant. C'est ce que l'on appelle l'effet Hall.
Source : Maxime Martinez, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Il y a sa version quantique correspondanteeffet qui se produit avec certains incréments, ou quanta. Cela a ouvert la possibilité d'utiliser l'effet Hall anormal quantique pour créer de nouveaux fils hautement conducteurs ou même des ordinateurs quantiques. Cependant, la physique qui conduit à ce phénomène n'est pas encore entièrement comprise.
Qu'ont fait les scientifiques ?
Un groupe de chercheurs animé par des salariésL'Institut des sciences des matériaux de l'Université de Tsukuba a utilisé un matériau isolant topologique. Dans celui-ci, le courant circule aux interfaces, mais ne traverse pas la masse principale pour provoquer l'effet Hall anormal quantique.
Les physiciens ont découvert qu'en utilisant le ferromagnétiquematériau - le fer - comme couche supérieure du dispositif, l'effet de proximité magnétique peut conduire à un ordre magnétique sans introduire de désordre. Cela pourrait avoir été causé par une méthode alternative de dopage avec des impuretés magnétiques.
Rappelons que la commande magnétique(arrangement spatial ordonné des moments magnétiques) est le plus étudié dans les solides qui ont un ordre à longue distance dans l'arrangement des atomes et un réseau cristallin, aux nœuds desquels se trouvent périodiquement des atomes à moments magnétiques.
Comment s'est passé l'expérience ?
En conséquence, le courant généré par l'effet Hall anormal quantique peut passer le long de la limite de la couche sans se diffuser. Et cela est très utile pour le fonctionnement de nouveaux appareils économes en énergie.
Pour la fabrication d'instruments à couche minceL'hétérostructure monocristalline, constituée d'une couche de fer sur du tellurure d'étain, a été développée sur un gabarit par épitaxie par jet moléculaire. Les chercheurs ont mesuré l'aimantation de la surface à l'aide de neutrons, qui ont un moment magnétique mais pas de charge électrique.
Quelle est la ligne du bas?
Les scientifiques ont découvert que l'ordre ferromagnétique s'établit à environ deux nanomètres dans la couche de tellurure d'étain de la limite avec le fer. Remarquablement, il existe même à température ambiante.
Cela aidera dans le projet de mise en œuvre de la spintroniquenouvelle génération et créer des appareils informatiques quantiques. Cela nécessite juste des couches qui démontrent l'effet Hall anormal quantique. Or, comme l'a montré cette étude, il est assez facile à obtenir.
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Photo de couverture : Simon Whitehead d'Australie, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons