Le silicium possède un nouveau type de supraconductivité. Adapté à l'informatique quantique

Une équipe de scientifiques dirigée par des physiciens de l'Université du Tennessee a présenté des preuves de la présence de

surface de silicium chiral raresupraconductivité. Si la découverte est confirmée, le matériau pourrait être utilisé dans les ordinateurs et l'informatique quantiques. Cela accélérera leur utilisation massive grâce aux technologies éprouvées de création de micropuces à base de silicium.

Dans leurs travaux, les scientifiques ont reproduit la physique,semblable aux cuprates (composés complexes de cuivre et d'oxygène), les supraconducteurs à haute température les plus connus, en faisant croître un tiers d'une monocouche d'atomes d'étain sur un substrat de silicium. Dans ce cas, la répulsion entre les électrons d'étain est si grande qu'ils ne peuvent pas se déplacer et ne possèdent pas de supraconductivité.

Pour vaincre cette résistance, les scientifiquesintroduit des atomes de bore dans la structure cristalline de la couche de silicium. De telles « inclusions » prélèvent une partie des électrons de la couche d'étain (jusqu'à 10 %), permettant au reste de se déplacer librement à l'intérieur de la couche. Des expériences ont montré qu'un tel matériau modifié possède des propriétés métalliques et supraconductrices. De plus, sa température critique dépasse les analogues de presque tous les supraconducteurs élémentaires.

De plus, les chercheurs ont découvert que dans ceLa combinaison d'étain et de silicium présente les propriétés des supraconducteurs chiraux. Dans les systèmes de rotation chiraux, le sens des aiguilles d'une montre et le sens inverse des aiguilles d'une montre sont identiques, mais en même temps différents, expliquent les scientifiques, cela peut être comparé à la similitude et à la différence entre les mains droite et gauche.

En mécanique quantique, les propriétés de simples oules électrons appariés sont codés dans une fonction d'onde mathématique, qui peut être gauche, droite ou "topologiquement triviale". L'étude a montré que la fonction d'onde supraconductrice dans la couche d'étain s'avère être dirigée dans le sens des aiguilles d'une montre dans une partie de l'échantillon et dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'autre. Au fil du temps, ils changent, mais tournent toujours dans des directions différentes.

De plus, des expériences ont montré queDans le nouveau supraconducteur, on observe deux canaux de conduction unidimensionnels qui courent le long du périmètre du matériau de l'échantillon. Des entités exotiques (particules de marjolaine) sont placées dans ces canaux qui, sous certaines conditions, associent une particule et une antiparticule. Ce comportement témoigne également en faveur de la présence de supraconductivité chirale.

Les particules de marjolaine sont topologiquement protégées,immunisés contre ce qui se passe dans leur environnement et sont des éléments prometteurs pour les ordinateurs quantiques, selon les scientifiques. Les chercheurs pensent que l'intégration des propriétés exotiques des supraconducteurs à une plate-forme facilement évolutive de matériaux à base de silicium rapprochera les technologies quantiques de la production à l'échelle industrielle.

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