Os físicos produziram um novo dispositivo que pode demonstrar o efeito Hall anômalo quântico. EM
O que é o efeito Hall?
O efeito Hall quântico é um fenômeno macroscópico.Sua essência é que a resistência transversal do material muda passo a passo. Pode ser observado em sistemas eletrônicos bidimensionais. Isto requer baixas temperaturas e fortes campos magnéticos.
No entanto, um sistema bidimensional pode espontaneamentegeram seu próprio campo magnético, mesmo na ausência de campos externos. Por exemplo, com a ajuda do ferromagnetismo orbital, que ocorre como resultado da interação de elétrons. Este é o efeito Hall quântico anômalo.
Um exemplo do efeito na vida real
Se pegarmos um fio comum através do qual fluicorrente elétrica, e usar o campo magnético, você pode criar uma nova tensão elétrica. Será perpendicular ao fluxo de corrente. Este é o chamado efeito Hall.
Fonte: MaximeMartinez, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Existe sua versão quântica correspondenteefeito que ocorre com certos incrementos, ou quanta. Isso abriu a possibilidade de usar o efeito Hall anômalo quântico para criar novos fios altamente condutores ou até computadores quânticos. No entanto, a física que leva a esse fenômeno ainda não é totalmente compreendida.
O que os cientistas fizeram?
Um grupo de pesquisadores liderados por funcionáriosO Instituto de Ciência dos Materiais da Universidade de Tsukuba usou um material isolante topológico. Nele, a corrente flui nas interfaces, mas não passa pela massa principal para causar o efeito Hall anômalo quântico.
Os físicos descobriram que usando ferromagnéticomaterial - ferro - como camada superior do dispositivo, o efeito de proximidade magnética pode levar ao ordenamento magnético sem introduzir desordem. Poderia ter sido causado por um método alternativo de dopagem com impurezas magnéticas.
Lembre-se que a ordenação magnética(arranjo espacial ordenado de momentos magnéticos) é mais estudado em sólidos que têm uma ordem de longo alcance no arranjo dos átomos e uma rede cristalina, nos nós dos quais os átomos com momentos magnéticos estão localizados periodicamente.
Como foi o experimento?
Como resultado, a corrente gerada pelo efeito Hall anômalo quântico pode passar ao longo do limite da camada sem espalhamento. E isso é muito útil para a operação de novos dispositivos de economia de energia.
Para fazer instrumento de filme finoA heteroestrutura de cristal único, que consiste em uma camada de ferro em cima de telureto de estanho, foi cultivada em um molde por epitaxia de feixe molecular. Os pesquisadores mediram a magnetização da superfície usando nêutrons, que têm um momento magnético, mas nenhuma carga elétrica.
Qual é o resultado final?
Os cientistas descobriram que a ordem ferromagnética é estabelecida aproximadamente dois nanômetros na camada de telureto de estanho a partir da fronteira com o ferro. Notavelmente, existe mesmo à temperatura ambiente.
Ajudará no projeto de implementação de spintrônicapróxima geração e criar dispositivos de computação quântica. Isso requer apenas camadas que demonstrem o efeito Hall anômalo quântico. Agora, como este estudo mostrou, é bastante fácil de obter.
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Foto da capa: Simon Whitehead da Austrália, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons