Silicium heeft een nieuw soort supergeleiding. Geschikt voor Quantum Computing

Een team van wetenschappers onder leiding van natuurkundigen van de Universiteit van Tennessee presenteerde bewijs voor de aanwezigheid van

zeldzaam chiraal siliciumoppervlaksupergeleiding. Als de ontdekking wordt bevestigd, kan het materiaal worden gebruikt in kwantumcomputers en computers. Dit zal hun massale toepassing versnellen dankzij bewezen technologieën voor het maken van op silicium gebaseerde microchips.

In hun werk reproduceerden wetenschappers natuurkunde,vergelijkbaar met cupraten (complexe verbindingen van koper en zuurstof), de beroemdste supergeleiders bij hoge temperaturen, door een derde van een monolaag van tinatomen op een siliciumsubstraat te laten groeien. In dit geval is de afstoting tussen tinelektronen zo groot dat ze niet kunnen bewegen en geen supergeleiding bezitten.

Om deze weerstand te overwinnen, wetenschappersintroduceerde booratomen in de kristalstructuur van de siliciumlaag. Dergelijke "insluitsels" nemen een deel van de elektronen uit de tinlaag (tot 10%), waardoor de rest vrij kan bewegen in de laag. Experimenten hebben aangetoond dat zo'n gemodificeerd materiaal metallische en supergeleidende eigenschappen heeft. Bovendien overtreft de kritische temperatuur de analogen van bijna alle elementaire supergeleiders.

Bovendien vonden de onderzoekers dat hierinDe combinatie van tin en silicium vertoont de eigenschappen van chirale supergeleiders. In chirale rotatiesystemen zijn met de klok mee en tegen de klok in hetzelfde, maar tegelijkertijd verschillend, leggen de wetenschappers uit, dit kan worden vergeleken met de overeenkomst en het verschil tussen de rechter- en linkerhand.

In de kwantummechanica zijn de eigenschappen van enkele ofgepaarde elektronen zijn gecodeerd in een wiskundige golffunctie, die links, rechts of "topologisch triviaal" kan zijn. Uit het onderzoek bleek dat de supergeleidende golffunctie in de tinlaag in het ene deel van het monster met de klok mee en in het andere tegen de klok in blijkt te zijn gericht. Na verloop van tijd veranderen ze, maar ze draaien altijd in verschillende richtingen.

Bovendien hebben experimenten dat aangetoondIn de nieuwe supergeleider worden twee eendimensionale geleidingskanalen waargenomen die langs de omtrek van het monstermateriaal lopen. In deze kanalen worden exotische entiteiten (marjoleindeeltjes) geplaatst die onder bepaalde omstandigheden een deeltje en een antideeltje combineren. Dit gedrag getuigt ook van de aanwezigheid van chirale supergeleiding.

Marjoleindeeltjes zijn topologisch beschermd,immuun voor wat er in hun omgeving gebeurt en veelbelovende elementen zijn voor kwantumcomputers, zeggen wetenschappers. De onderzoekers zijn van mening dat de integratie van de exotische eigenschappen van supergeleiders met een gemakkelijk schaalbaar platform van op silicium gebaseerde materialen kwantumtechnologieën dichter bij productie op industriële schaal zal brengen.

Lees verder:

Twee foto's van de aarde met een verschil van 50 jaar werden vergeleken bij NASA: wat wetenschappers vonden

Niet ver van ons vandaan is een planeet ter grootte van de aarde gevonden. Misschien hangt er een bepaalde sfeer

Kijk naar de gouden "beugels" van de 17e eeuw: ze werden geïnstalleerd door een socialite