Pembolehubah Topologi Badan Variabel Of Graphene Dibawah Syarat Tertentu

Menurut laman web Institut Teknologi Teknologi baru-baru ini, para saintis sekolah mendapati bahawa dalam beberapa kasus ekstrem, graphene dapat diubah menjadi fungsi unik penebat topologi, diharapkan dapat memberikan ide-ide baru untuk pembuatan komputer kuantum. Penyelidikan ini diterbitkan minggu ini dalam jurnal Nature.

Para penyelidik mendapati bahawa serpihan graphene diletakkan dalam persekitaran suhu yang rendah dengan kekuatan 35 medan magnet Tesla dan 0.3 darjah Celsius lebih tinggi daripada sifar mutlak. Sifat konduktif graphene dapat diubah untuk membolehkannya menyaring elektron mengikut arah spin elektron, yang saat ini tidak tersedia dalam sistem elektronik tradisional.

Di bawah keadaan biasa, graphene bertindak sebagai pengalir biasa dan menghasilkan voltan di atasnya, dan arusnya melaluinya. Tetapi jika sekeping grafena diletakkan dalam medan magnet berserenjang dengannya, sifat-sifat graphene berubah-semasa hanya berjalan di sepanjang tepi serpihan graphene, dan selebihnya menjadi penebat. Di samping itu, arus hanya akan bergerak dalam satu arah mengikut arah medan magnet. Fenomena ini dipanggil kesan kuantum Hall.

Dalam kajian baru, para penyelidik mendapati bahawa jika anda menambahkan medan magnet yang kuat ke kedudukan graphene dalam kes di atas, sifat graphene akan berubah lagi: elektron masih beroperasi hanya di sepanjang pinggir graphene, tetapi arahnya operasi ditukar dari satu arah kepada dua arah, dan arahan tertentu ditentukan oleh arah yang berlainan dari spin elektron.

"Kami mencipta konduktor khas yang luar biasa," kata seorang penyelidik pasca doktoral di jabatan Fisika MIT. Ia adalah fungsi umum penebat topologi untuk memisahkan elektron mengikut arah putaran elektron. Walau bagaimanapun, graphene bukan penebat topologi dalam erti kata biasa. Kami mempunyai kesan yang sama dalam sistem bahan yang berbeza. Lebih penting lagi, dengan menukar medan magnet, anda juga boleh pada bila-bila masa arahan operasi elektronik, kuasa atau tidak untuk mengawal keadaan. Ini bermakna mereka boleh dibuat ke litar dan transistor, yang belum pernah dicapai sebelumnya. "

Erero, seorang profesor profesor di MIT, mengatakan telah ada ramalan pencirian graphene ini, tetapi tidak ada yang pernah membuatnya berlaku. Kajian pertama mengesahkan pemilihan graphene untuk memancarkan elektron, dan telah terbukti buat kali pertama graphene dapat mengawal arah operasi elektronik dan keadaan kuasa elektrik atau tidak. Percubaan telah melakukan apa yang beberapa penyelidik cuba untuk mencapai selama beberapa dekad tanpa kejayaan, menjanjikan cara baru untuk mencipta komputer kuantum.

profesor fizik di Massachusetts Institute of Technology yang mengambil bahagian dalam kajian itu, berkata kajian itu membentangkan arah baru untuk mengkaji penebat topologi. "Kami tidak dapat meramalkan apa yang ditimbulkan oleh penemuan ini, tetapi ia memperluaskan pemikiran kami dan menyediakan kemungkinan untuk mengeluarkan pelbagai peranti," katanya. "

berkata: "Kerana keperluan untuk persekitaran magnetik yang rendah dan suhu yang melampau, untuk mencapai keperluan seperti itu tidak mudah, maka teknologi yang dihasilkan oleh komputer kuantum akan menjadi peralatan yang sangat profesional, boleh digunakan terlebih dahulu untuk pengkomputeran keutamaan tinggi tugas. " Seterusnya, mereka akan menguji prestasi graphene pada medan magnet yang lebih rendah (1 Tesla) dan pada suhu yang lebih tinggi, dengan tujuan untuk mengurangkan ambang untuk teknologi.