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L'isolatore topologico corpo variabile di grafene in determinate condizioni

Secondo il sito del Massachusetts Institute of Technology di recente, la scuola, gli scienziati hanno trovato che in alcuni casi estremi, il grafene può essere convertito in una funzione unica dell'isolante topologico, è previsto per fornire nuove idee per la fabbricazione di computer quantistici. La ricerca è pubblicata questa settimana sulla rivista Nature.

I ricercatori hanno trovato che i fiocchi di grafene sono stati collocati in un ambiente di bassa temperatura con un punto di forza del campo magnetico 35 Tesla e 0,3 gradi Celsius superiore a zero assoluto. Le proprietà conduttive del grafene possono essere modificate per consentire di filtrare gli elettroni secondo la direzione di rotazione dell'elettrone, che non è attualmente disponibile in qualsiasi sistema elettronico tradizionale.

In condizioni normali, il grafene si comporta come un normale conduttore ed esercita una tensione su di esso, e la corrente passa attraverso di esso. Ma se un pezzo di grafene è collocato in un campo magnetico perpendicolare ad esso, le proprietà del grafene, il cambiamento corrente viene eseguito solo lungo i bordi di fiocchi di grafene, e il resto diventa isolatori. Inoltre, la corrente si muoverà solo in una direzione in base alla direzione del campo magnetico. Questo fenomeno è chiamato l'effetto Hall quantistico.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno trovato che se si aggiunge un forte campo magnetico per la posizione del grafene nel caso precedente, le proprietà del grafene cambierà di nuovo: gli elettroni continuano a funzionare solo lungo i bordi del grafene, ma la direzione dell'operazione è modificato da unidirezionale a bidirezionale, e la direzione specifica è determinata dalle diverse direzioni di rotazione dell'elettrone.

"Abbiamo creato un insolito conduttore speciale," ha detto un Assegnista di ricerca presso il dipartimento di fisica del MIT. È una funzione comune dell'isolante topologico per separare gli elettroni secondo la direzione di rotazione di elettrone. Tuttavia, il grafene non è un isolante topologico nel senso usuale. Abbiamo lo stesso effetto in diversi sistemi materiali. Ancora più importante, modificando il campo magnetico, è inoltre possibile in qualsiasi momento la direzione dell'operazione elettronico, potenza o non per controllare lo stato. Ciò significa che possono essere realizzati in circuiti e transistor, che non sono stati raggiunti prima. "

Erero, professore associato al MIT, ha detto c'era stata le previsioni di questa caratterizzazione del grafene, ma nessuno aveva mai fatto succedere. Lo studio ha confermato in primo luogo la selettività del grafene di spin di elettroni, ed è stato dimostrato per la prima volta che il grafene può controllare la direzione della gestione elettronica e lo stato di energia elettrica o non. L'esperimento ha fatto quello che alcuni ricercatori hanno cercato di raggiungere per decenni senza successo, promettendo un nuovo modo di creare computer quantistici.

professore di fisica presso il Massachusetts Institute of Technology che partecipa allo studio, dice lo studio dipinge una nuova direzione per lo studio di isolanti topologici. "Non possiamo predire che cosa i risultati porterà a, ma allarga il nostro pensiero e offre la possibilità per la fabbricazione di dispositivi multipli," ha detto. "

ha detto: "a causa dell'esigenza di estrema bassa temperatura e ambiente magnetico forte, per raggiungere tale requisito non è facile, così la tecnologia prodotta dal computer quantistico sarà un'attrezzatura molto professionale, può essere utilizzato prima per priorità alta attività di elaborazione." Successivamente, metteranno alla prova le prestazioni del grafene in un campo magnetico inferiore (1 Tesla) e a temperature più elevate, al fine di ridurre la soglia per la tecnologia.


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