Fiziķi ir izveidojuši jaunu ierīci, kas var demonstrēt kvantu anomālu efektuZāle.V
Kas ir Hall efekts?
Kvantu Halla efekts ir makroskopiska parādība, kas norāda, ka bīdes pretestība materiālā mainās pakāpeniski.To var novērot divdimensiju elektroniskajās sistēmās, kurām nepieciešama zema temperatūra un spēcīgi magnētiskie lauki.
Tomēr divdimensiju sistēma var spontāniģenerē savu magnētisko lauku pat tad, ja nav ārējo lauku. Piemēram, ar orbitālā feromagnētisma palīdzību, kas rodas elektronu mijiedarbības rezultātā. Tas ir anomālais kvantu Hola efekts.
Efekta piemērs reālajā dzīvē
Ja ņemam parastu vadu, pa kuru plūstelektrisko strāvu un izmantojot magnētisko lauku, varat izveidot jaunu elektrisko spriegumu. Tas būs perpendikulārs strāvas plūsmai. Tas ir tā sauktais Hall efekts.
Avots: MaximeMartinez, CC BY-SA 4.0, izmantojot Wikimedia Commons
Ir tai atbilstošā kvantu versijaefekts, kas rodas ar noteiktiem pieaugumiem vai kvantiem. Tas pavēra iespēju izmantot kvantu anomālo Hall efektu, lai izveidotu jaunus ļoti vadošus vadus vai pat kvantu datorus. Tomēr fizika, kas noved pie šīs parādības, joprojām nav pilnībā izprotama.
Ko zinātnieki ir izdarījuši?
Pētnieku grupa darbinieku vadībāCukubas Universitātes Materiālzinātnes institūts izmantoja topoloģisku izolācijas materiālu. Tajā strāva plūst saskarnēs, bet neiziet cauri galvenajai masai, lai izraisītu kvantu anomālo Hola efektu.
Fiziķi ir atklājuši, ka, izmantojot feromagnētisko materiālu - dzelzi - kā ierīces augšējo slāni, magnētiskais efektsTo var izraisīt alternatīva magnētiskā dopinga metode ar magnētiskiem piemaisījumiem.
Atcerieties, ka magnētiskā secība(magnētisko momentu sakārtots telpiskais izvietojums) visvairāk pētīta cietās vielās, kurām ir liela attāluma secība atomu izkārtojumā un kristālrežģis, kuru mezglos periodiski atrodas atomi ar magnētiskajiem momentiem.
Kā noritēja eksperiments?
Tā rezultātā strāva, ko rada kvantu anomālais Hall efekts, var iziet gar slāņa robežu bez izkliedes. Un tas ir ļoti noderīgi jaunu enerģijas taupīšanas ierīču darbībai.
Plānas plēves instrumenta izgatavošanaiviena kristāla heterostruktūra, kas sastāv no dzelzs slāņa virs alvas telurīda, tika audzēta uz veidnes ar molekulāro staru epitaksiju. Pētnieki mērīja virsmas magnetizāciju, izmantojot neitronus, kuriem ir magnētiskais moments, bet nav elektriskā lādiņa.
Kāda ir apakšējā līnija?
Zinātnieki atklāja, ka feromagnētiskā kārtība ir noteikta apmēram divos nanometros alvas tellurīda slānī noJāatzīmē, ka tas pastāv pat istabas temperatūrā.
Tas palīdzēs spintronikas ieviešanas projektānākamās paaudzes un izveidot kvantu skaitļošanas ierīces. Tam nepieciešami tikai slāņi, kas demonstrē kvantu anomālo Hall efektu. Tagad, kā liecina šis pētījums, to ir diezgan viegli iegūt.
Lasīt vairāk:
Kosmosa lidmašīna nogādās kravu uz SKS un nolaidīsies parastā "lidostā"
Zvaigzne tuvojās melnajam caurumam, un tā tika saplēsta: zinātnieki to novēroja no trim teleskopiem
Fiziķi skaidro Hokinga "kosmisko neatbilstību": kā tas mainīs zinātni
Vāka fotoattēls: Saimons Vaitheds no Austrālijas, CC BY 2.0, izmantojot Wikimedia Commons