Φύση: νέα μορφή κβαντικής ύλης που ανακαλύφθηκε σε τοπολογικούς κρυστάλλους
Εικόνα: Προσομοιώσεις δεδομένων STM που προετοιμάστηκαν στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον / phys.org
Οι φυσικοί στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον ανακάλυψαν ένα νέο κβαντικό φαινόμενο, που ονομάζεται υβριδική τοπολογία, σε στερεό κρύσταλλο. Τα αποτελέσματα της μελέτης, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature, ανοίγουν νέες ευκαιρίες για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και υλικών για κβαντικά πειράματα.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ένας στερεός κρύσταλλος από άτομα αρσενικού (As) παρουσιάζει μια τοπολογική κβαντική συμπεριφορά που δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ. Αυτή η κβαντική κατάσταση παρατηρήθηκε χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο σάρωσης σήραγγας (STM) και φασματοσκοπία φωτοεκπομπής, που μετρά τη σχετική ενέργεια των ηλεκτρονίων σε μόρια και άτομα.
Αυτή η κατάσταση συνδυάζει ή «υβριδοποιεί» δύο μορφές τοπολογικής κβαντικής συμπεριφοράς - καταστάσεις ακμών και επιφανειακές καταστάσεις - οι οποίες είναι δύο τύποι κβαντικών δισδιάστατων ηλεκτρονικών συστημάτων. Είχαν παρατηρηθεί προηγουμένως σε προηγούμενα πειράματα, αλλά ποτέ ταυτόχρονα στο ίδιο υλικό, όπου θα αναμειγνύονταν για να σχηματίσουν μια νέα κατάσταση ύλης.
Τοπολογικός μονωτήρας είναι ένα υλικό που είναι μονωτής στον όγκο του αλλά μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα σε όλη την επιφάνειά του. Ωστόσο, για να χρησιμοποιηθούν αυτοί οι μονωτές για πρακτικές εφαρμογές, τα κβαντικά τοπολογικά φαινόμενα πρέπει να συμβαίνουν σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Επιπλέον, είναι απαραίτητο να βρεθούν απλά υλικά που μπορούν να υποστηρίξουν τοπολογικά φαινόμενα.
Οι συγγραφείς πιστεύουν ότι το αρσενικό, με τη μοναδική του τοπολογία, θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως πλατφόρμα για την ανάπτυξη νέων τοπολογικών υλικών και κβαντικών συσκευών που δεν μπορούν επί του παρόντος να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας υπάρχουσες πλατφόρμες.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου