מצב קוונטי חדש משפר את מוליכות החומר פי 10,000,000

צוות בינלאומי של פיזיקאים דיווח על גילוי של מצב קוונטי חדש. המחקר מצא

זרמי לולאה הזורמים לאורך הקצוותתאים אוקטהדרלים בגביש של מנגן, סיליקון וטלוריום, המגבירים את מוליכות החומר מיליוני פעמים. הגילוי יסייע ביצירת התקנים קוונטיים ומוליכי-על חדשים.

החומר הוא סגסוגת מנגן,סיליקון וטלוריום, בעל צורה של תאים מתומנים המסודרים בתבנית חלת דבש ומקופלים ליריעות. בתוך כל "מישור" כזה, אלקטרונים יכולים לנוע במעגל סביב התא האוקטהדרלי. 

בהיעדר שדה מגנטי, אלקטרונים נעיםגם בכיוון השעון וגם נגד כיוון השעון. כתוצאה מכך, החומר פועל כמבודד. התכונות של הסגסוגת משתנות כאשר שדה מגנטי מוחל בניצב לפני השטח של "היריעה" של חלות הדבש. פגיעה כזו מובילה להיווצרות "זרימה" חד כיוונית של אלקטרונים ולעלייה במוליכות בשבעה סדרי גודל.

שינוי במוליכות הסגסוגת בהשפעת שדה מגנטי. תמונה: Yu Zhang et al.

גם החוקרים גילו את זהניתן "להפעיל" מוליכות-על בחומר זה גם באמצעות זרם חשמלי. אבל במקרה זה, תהליך הפיכת המבודד למוליך לוקח ממספר שניות לדקות. 

שינוי מוליכות בתגובה לשדה מגנטיאו התנגדות מגנטית אופיינית לחומרים רבים. אבל מידת השינוי שמדגימה הסגסוגת הנחקרה עולה באופן משמעותי על כל האנלוגים הידועים. החוקרים מאמינים כי היכולת להפוך במהירות מבודד למוליך באמצעות שדה מגנטי או לשנות באיטיות את תכונותיו באמצעות זרם חשמלי תהיה שימושית בעת יצירת מכשירים חדשים.

המדענים ימשיכו לחקור את המצב הקוונטי החדש ולחפש חומרים אחרים שבהם הוא יכול להתבטא. 

קרא עוד:

מסתורין הפסים האדומים על הלוויין של צדק מתגלה

מיגרנות וכאבי ראש מצאו הסבר חדש

נמצא כוכב לכת "בלתי אפשרי". היא מתריסה מול המדע המודרני