Silicis turi naują superlaidumo tipą. Tinka kvantiniam skaičiavimui

Tenesio universiteto fizikų vadovaujama mokslininkų komanda pateikė įrodymų, kad yra

retas chiralinis silicio paviršiussuperlaidumas. Jei atradimas pasitvirtins, medžiaga gali būti naudojama kvantiniuose kompiuteriuose ir skaičiavimuose. Tai paspartins jų masinį naudojimą dėl patikrintų silicio mikroschemų kūrimo technologijų.

Savo darbe mokslininkai atkūrė fiziką,panašus į kupratus (sudėtingus vario ir deguonies junginius) – garsiausius aukštos temperatūros superlaidininkus, auginančius trečdalį alavo atomų monosluoksnio ant silicio pagrindo. Šiuo atveju atstūmimas tarp alavo elektronų yra toks didelis, kad jie negali judėti ir neturi superlaidumo.

Norėdami įveikti šį pasipriešinimą, mokslininkaiįvedė boro atomus į silicio sluoksnio kristalinę struktūrą. Tokie "inkliuzai" paima dalį elektronų iš alavo sluoksnio (iki 10%), o likusieji gali laisvai judėti sluoksnio viduje. Eksperimentai parodė, kad tokia modifikuota medžiaga pasižymi metalinėmis ir superlaidžiomis savybėmis. Be to, jo kritinė temperatūra viršija beveik visų elementariųjų superlaidininkų analogus.

Be to, mokslininkai nustatė, kad šAlavo ir silicio derinys pasižymi chiralinių superlaidininkų savybėmis. Chiralinėse sukimosi sistemose pagal laikrodžio rodyklę ir prieš laikrodžio rodyklę yra vienodi, bet tuo pat metu skirtingi, aiškina mokslininkai, tai galima palyginti su dešinės ir kairės rankų panašumu ir skirtumu.

Kvantinėje mechanikoje savybės pavienės arbasuporuoti elektronai yra užkoduoti matematinės bangos funkcija, kuri gali būti kairioji, dešinioji arba „topologiškai triviali“. Tyrimas parodė, kad superlaidumo bangos funkcija alavo sluoksnyje vienoje mėginio dalyje yra nukreipta pagal laikrodžio rodyklę, o kitoje – prieš laikrodžio rodyklę. Laikui bėgant jie keičiasi, bet visada sukasi skirtingomis kryptimis.

Be to, eksperimentai parodėNaujajame superlaidininke stebimi du vienmačiai laidumo kanalai, kurie eina palei mėginio medžiagos perimetrą. Į šiuos kanalus dedamos egzotiškos būtybės (mairūnų dalelės), kurios tam tikromis sąlygomis sujungia dalelę ir antidalelę. Šis elgesys taip pat liudija chiralinio superlaidumo buvimą.

Mairūno dalelės yra topologiškai apsaugotos,mokslininkai teigia, kad jie yra atsparūs tam, kas vyksta jų aplinkoje, ir yra perspektyvūs kvantinių kompiuterių elementai. Tyrėjai mano, kad sujungus egzotiškas superlaidininkų savybes su lengvai keičiama silicio pagrindu pagamintų medžiagų platforma, kvantinės technologijos bus priartintos prie pramoninio masto gamybos.

Skaityti daugiau:

NASA buvo palygintos dvi Žemės nuotraukos su 50 metų skirtumu: ką nustatė mokslininkai

Netoli nuo mūsų rasta Žemės dydžio planeta. Galbūt yra atmosfera

Pažiūrėkite į auksinius XVII amžiaus „breketus“: juos įtaisė socialistė