A fizikusok új eszközt készítettek, amely kvantum anomális hatást képes demonstrálniV. csarnok
Mi a Hall-effektus?
A kvantum Hall-effektus egy makroszkopikus jelenség, amely azt állítja, hogy az anyag nyírási ellenállása lépésekben változik.Megfigyelhető kétdimenziós elektronikus rendszerekben, amelyek alacsony hőmérsékletet és erős mágneses mezőket igényelnek.
Egy kétdimenziós rendszer azonban spontán módon képessaját mágneses teret generálnak, még külső mezők hiányában is. Például az orbitális ferromágnesesség segítségével, amely az elektronok kölcsönhatásának eredményeként jön létre. Ez az anomális kvantum Hall-effektus.
Példa a hatásra a való életben
Ha veszünk egy közönséges vezetéket, amelyen keresztül folyikelektromos áramot, és használja a mágneses mezőt, új elektromos feszültséget hozhat létre. Ez merőleges lesz az áram áramlására. Ez az úgynevezett Hall-effektus.
Forrás: MaximeMartinez, CC BY-SA 4.0, a Wikimedia Commons-on keresztül
Megvan a megfelelő kvantumváltozatabizonyos növekményekkel vagy kvantumokkal fellépő hatás. Ez megnyitotta a lehetőséget a kvantumrendellenes Hall-effektus felhasználására új, nagy vezetőképességű vezetékek vagy akár kvantumszámítógépek létrehozására. A jelenséghez vezető fizika azonban még mindig nem teljesen ismert.
Mit tettek a tudósok?
Az alkalmazottak által vezetett kutatócsoportA Tsukuba Egyetem Anyagtudományi Intézete topológiai szigetelőanyagot használt. Ebben az áram a határfelületeken folyik, de nem halad át a fő tömegen, hogy kvantumrendellenes Hall-effektust idézzen elő.
A fizikusok azt találták, hogy ferromágneses anyagot - vasat - használva az eszköz felső rétegeként, a mágneses hatásEzt a mágneses szennyeződésekkel történő mágneses dopping alternatív módszere okozhatja.
Emlékezzünk vissza, hogy a mágneses rendezés(mágneses momentumok rendezett térbeli elrendezése) leginkább olyan szilárd testekben tanulmányozzák, amelyek atomok elrendezésében nagy hatótávolságú renddel és kristályrácstal rendelkeznek, amelyek csomópontjaiban periodikusan mágneses momentumú atomok helyezkednek el.
Milyen volt a kísérlet?
Ennek eredményeként a kvantumrendellenes Hall-effektus által generált áram szóródás nélkül haladhat át a réteghatáron. Ez pedig nagyon hasznos az új energiatakarékos készülékek működéséhez.
Vékonyfilmes hangszer készítéséhezaz egykristályos heterostruktúrát, amely egy vasrétegből áll az óntellurid tetején, egy sablonon növesztették molekuláris sugár epitaxiával. A kutatók neutronok segítségével mérték a felület mágnesezettségét, amelyeknek van mágneses momentuma, de nincs elektromos töltésük.
Mi a lényeg?
A tudósok azt találták, hogy a ferromágneses rend körülbelül két nanométerrel jön létre az ón-tellurid rétegbenÉrdemes megjegyezni, hogy szobahőmérsékleten is létezik.
Segít a spintronics megvalósítási projektbenkövetkező generációs és kvantumszámítógépes eszközök létrehozása. Ehhez csak olyan rétegekre van szükség, amelyek demonstrálják a kvantumrendellenes Hall-effektust. Most, amint ez a tanulmány kimutatta, meglehetősen könnyű megszerezni.
Olvass tovább:
Az űrrepülőgép rakományt szállít az ISS-re, és leszáll egy szokásos "repülőtéren"
A csillag megközelítette a fekete lyukat, és az szétszakadt: a tudósok három távcsőről figyelték meg
A fizikusok megmagyarázzák Hawking „kozmikus eltérését”: hogyan fogja megváltoztatni a tudományt
Borítókép: Simon Whitehead Ausztráliából, CC BY 2.0, a Wikimedia Commons segítségével