Fizikçiler kuantum anormal Hall etkisini gösterebilecek yeni bir cihaz ürettiler. İÇİNDE
Hall etkisi nedir?
Kuantum Hall etkisi makroskobik bir olgudur.Özü, malzemedeki enine direncin adım adım değişmesidir. İki boyutlu elektronik sistemlerde gözlemlenebilir. Bunun için düşük sıcaklıklar ve güçlü manyetik alanlar gerekir.
Ancak, iki boyutlu bir sistem kendiliğindendış alanların yokluğunda bile kendi manyetik alanlarını üretirler. Örneğin, elektronların etkileşimi sonucu ortaya çıkan yörünge ferromanyetizma yardımıyla. Bu anormal kuantum Hall etkisidir.
Gerçek hayattaki etkiye bir örnek
İçinden akan sıradan bir tel alırsakelektrik akımı ve manyetik alanı kullanarak yeni bir elektrik voltajı oluşturabilirsiniz. Akım akışına dik olacaktır. Bu sözde Hall etkisidir.
Kaynak: MaximeMartinez, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons aracılığıyla
Karşılık gelen kuantum versiyonu varbelirli artışlarla veya kuantalarla oluşan etki. Bu, yeni yüksek düzeyde iletken teller ve hatta kuantum bilgisayarlar oluşturmak için kuantum anormal Hall etkisini kullanma olasılığını açtı. Ancak, bu fenomene yol açan fizik hala tam olarak anlaşılamamıştır.
Bilim adamları ne yaptı?
Çalışanlar tarafından yönetilen bir grup araştırmacıTsukuba Üniversitesi Malzeme Bilimi Enstitüsü, topolojik bir yalıtkan malzeme kullandı. İçinde akım arayüzlerde akar, ancak kuantum anormal Hall etkisine neden olmak için ana kütleden geçmez.
Fizikçiler ferromanyetik kullanmanınMalzeme - demir - cihazın üst katmanı olduğundan, manyetik yakınlık etkisi, düzensizliğe yol açmadan manyetik sıralamaya yol açabilir. Bunun nedeni, manyetik safsızlıklarla yapılan alternatif bir doping yönteminden kaynaklanmış olabilir.
Manyetik sıralamayı hatırlayın(manyetik momentlerin sıralı uzaysal düzenlemesi) en çok, atomların düzenlenmesinde uzun menzilli bir düzene ve düğümlerinde manyetik momentlere sahip atomların periyodik olarak yerleştirildiği bir kristal kafese sahip katılarda incelenir.
Deney nasıldı?
Sonuç olarak, kuantum anormal Hall etkisi tarafından üretilen akım, saçılma olmadan katman sınırı boyunca geçebilir. Ve bu, yeni enerji tasarruflu cihazların çalışması için çok kullanışlıdır.
İnce film enstrümanı yapmak içinkalay tellüridin üstünde bir demir tabakasından oluşan tek kristalli heteroyapı, moleküler ışın epitaksisi ile bir şablon üzerinde büyütüldü. Araştırmacılar, manyetik momenti olan ancak elektrik yükü olmayan nötronları kullanarak yüzeyin manyetizasyonunu ölçtüler.
Sonuç nedir?
Bilim insanları, kalay tellür tabakasında demir sınırından itibaren yaklaşık iki nanometre ferromanyetik düzenin kurulduğunu keşfettiler. Dikkat çekici bir şekilde oda sıcaklığında bile mevcuttur.
Spintronics uygulama projesinde yardımcı olacaktıryeni nesil ve kuantum bilgi işlem cihazları oluşturun. Bu sadece kuantum anormal Hall etkisini gösteren katmanları gerektirir. Şimdi, bu çalışmanın gösterdiği gibi, elde edilmesi oldukça kolaydır.
Daha fazla oku:
Uzay uçağı ISS'ye kargo teslim edecek ve normal bir "havaalanına" inecek
Yıldız kara deliğe yaklaştı ve parçalandı: bilim adamları bunu üç teleskoptan gözlemledi
Fizikçiler Hawking'in 'kozmik uyumsuzluğunu' açıklıyor: bilimi nasıl değiştirecek
Kapak fotoğrafı: Avustralya'dan Simon Whitehead, CC BY 2.0, Wikimedia Commons aracılığıyla