Fizičari su proizveli novi uređaj koji može pokazati kvantni anomalni Hallov efekt. U
Što je Hallov efekt?
Kvantni Hallov efekt je makroskopski fenomen.Njegova bit je da se poprečni otpor u materijalu mijenja u koracima. Može se promatrati u dvodimenzionalnim elektroničkim sustavima. Za to su potrebne niske temperature i jaka magnetska polja.
Međutim, dvodimenzionalni sustav može spontanogeneriraju vlastito magnetsko polje, čak i u odsutnosti vanjskih polja. Na primjer, uz pomoć orbitalnog feromagnetizma, koji se javlja kao rezultat međudjelovanja elektrona. Ovo je anomalni kvantni Hallov efekt.
Primjer učinka u stvarnom životu
Ako uzmemo običnu žicu kroz koju tečeelektričnu struju i pomoću magnetskog polja možete stvoriti novi električni napon. Bit će okomit na strujni tok. To je takozvani Hallov efekt.
Izvor: MaximeMartinez, CC BY-SA 4.0, putem Wikimedia Commons
Postoji njegova odgovarajuća kvantna verzijaučinak koji se javlja s određenim inkrementima ili kvantima. To je otvorilo mogućnost korištenja kvantnog anomalnog Hallovog efekta za stvaranje novih visoko vodljivih žica ili čak kvantnih računala. Međutim, fizika koja dovodi do ovog fenomena još uvijek nije u potpunosti shvaćena.
Što su znanstvenici učinili?
Skupina istraživača predvođena zaposlenicimaInstitut za znanost o materijalima Sveučilišta u Tsukubi koristio je topološki izolatorski materijal. U njemu struja teče na sučeljima, ali ne prolazi kroz glavnu masu kako bi izazvala kvantni anomalni Hallov efekt.
Fizičari su otkrili da pomoću feromagnetmaterijal - željezo - kao gornji sloj uređaja, efekt magnetske blizine može dovesti do magnetskog uređenja bez unošenja poremećaja. Mogla je biti uzrokovana alternativnom metodom dopiranja magnetskim nečistoćama.
Podsjetimo da je magnetsko naručivanje(uređeni prostorni raspored magnetskih momenata) najviše se proučava u čvrstim tijelima koja imaju dalekosežni red u rasporedu atoma i kristalnu rešetku, u čijim se čvorovima periodički nalaze atomi s magnetskim momentima.
Kakav je bio eksperiment?
Kao rezultat toga, struja koju stvara kvantni anomalni Hallov efekt može proći duž granice sloja bez raspršenja. A to je vrlo korisno za rad novih uređaja za uštedu energije.
Za izradu instrumenta za tanki filmmonokristalna heterostruktura, koja se sastoji od sloja željeza na vrhu kositrenog telurida, uzgojena je na predlošku epitaksijom molekularnim snopom. Istraživači su izmjerili magnetizaciju površine pomoću neutrona, koji imaju magnetski moment, ali nemaju električni naboj.
Koji je zaključak?
Znanstvenici su otkrili da se feromagnetski red uspostavlja otprilike dva nanometra u sloju kositrenog telurida od granice sa željezom. Zanimljivo, postoji čak i na sobnoj temperaturi.
Pomoći će u projektu implementacije spintronikesljedeću generaciju i stvoriti kvantne računalne uređaje. Ovo samo zahtijeva slojeve koji pokazuju kvantni anomalni Hallov efekt. Sada, kao što je ova studija pokazala, prilično ga je lako nabaviti.
Čitaj više:
Svemirski avion dostavit će teret na ISS i sletjeti na običnu "zračnu luku"
Zvijezda se približila crnoj rupi i rastrgala se: znanstvenici su to promatrali s tri teleskopa
Fizičari objašnjavaju Hawkingov 'kozmički nesklad': kako će to promijeniti znanost
Naslovna fotografija: Simon Whitehead iz Australije, CC BY 2.0, putem Wikimedia Commons