Nanoscale-LandschaftsModifikationen Produzieren möglicherweise Quantums-Kabel, Das Strom ohne Ableitung Trägt

Published on October 26, 2012 at 7:35 AM

In der verhältnismäßig neuen wissenschaftlichen Grenze von topologischen Isolatoren, haben theoretische und experimentelle Physiker die Oberflächen dieser eindeutigen Materialien für Einblicke in das Verhalten von Elektronen studiert, die einige sehr UNO Elektron ähnliche Eigenschaften anzeigen.

In den topologischen Isolatoren können sich Elektronen eher wie Photonen oder Partikel der Leuchte benehmen. Die Anhängekupplung ist die verschiedene Photonen, Elektronen haben eine Masse, die normalerweise eine definierende Rolle in ihrem Verhalten spielt. In der Welt von Quantumsphysik, wohin tägliche Materialien auf den überraschenden und manchmal Überraschungseigenschaften nehmen, benehmen sich Elektronen auf der Außenseite dieser Isolatoren und sehen nicht charakteristisch wie Leuchte aus.

Diese eindeutigen Eigenschaften piqued die Zinsen von Wissenschaftlern, die zukünftige Anwendungen in den Bereichen wie Quantumsdatenverarbeitung und spintronics sehen, oder andere Reiche, die in der Manipulation von elektronischen Eigenschaften gewurzelt werden. Die frühe Herausforderung zu jenen Forschern ist anzufangen, einige einfache Bodenkontrollbestimmungen diese Materialien zu verstehen.

Boston-Collegeforscher berichten, dass die Platzierung von kleinen Kräuselungen auf der Oberfläche eines topologischen Isolators, der vom Wismuttellurid ausgeführt wird effektiv, so genannte Dirac-Elektronen moduliert, also sie in eine Bahn fließen, die tadellos die Topographie der Oberfläche des Kristalles widerspiegelt.

Außerordentlicher Professor von Physik Vidya Madhavan und Assistenzprofessor von Physik Stephen Wilson berichten in der aktuellen Onlineausgabe der Natur-Nachrichtenübermittlung, dass scannende Tunnelbaumikroskopie zum Aufdecken der Eigenschaften dieser kleinen Wellen fähig ist, während sie steigen und fallen und die Forscher aktiviert, einen Direktanschluss zwischen die Merkmale der Kräuselungen und Modulation der Wellen über der Materialoberfläche zu zeichnen.

Anstelle des chaotischen Verhaltens fließen die Elektronen in einen Pfad, der die Oberfläche der Metallzusammensetzung widerspiegelt, das Team berichtet in einer vertraglich gebundenen betitelten „Kräuselung-Modulierten elektronischen Zelle eines topologischen Isolators 3D.“

„, Was wir sind entdeckt haben, dass Elektronen schön auf diese Knickung der Materialoberfläche reagieren,“ sagte Madhavan, den Projektleiter.

Tun Sie So harmonisch die Wellen fließen über die Kräuselungen - auseinander gelegt ungefähr 100 nm - die die Forscher sagen, dass weitere Modifikationen der „Landschaft das nanoscale“ des Kristalles genügend Regelung produzieren konnten, um ein eindimensionales Quantumskabel zu produzieren, das zum Tragen des Stroms ohne Ableitung fähig ist.

Die geplätscherte Oberfläche scheint, größere Kontrolle auszuüben und weniger Risiko des Erstellens von Unvollkommenheiten als andere Methoden, wie Einführung von den chemischen Dopanten einzugehen, verwendet in den Versuchen, den Elektronenstrom auf die Oberfläche anderer topologischer Isolatoren zu modulieren, die gefundenen Forscher.

Madhavan sagte, dass das Team die Elektronen, die friedvoll auf dem Oberflächezustand des Isolators legen, ganz wie die glasige Oberfläche von einem ungestörten See erregen musste. Das Team störte die Elektronen, indem es Verunreinigungen vorstellte, die einen Effekt hatten, der dem des Fallenlassens eines Steins in einem ruhigen See ähnlich ist. Diese Provokation produzierte Wellen von Elektronen, die wie Lichtwellen sich benehmen, während sie sich Bahnen bewegen, die die Konturen widerspiegeln, die im Kristall erstellt werden.

„Wir erwarteten nicht die Elektronen, um der Topographie zu folgen,“ sagte Madhavan. „Die Topographie erlegt ein sinusförmiges Potenzial nach den Wellen auf. Die Kräuselungen erstellen dieses Potenzial, indem sie den Elektronen eine Landschaft geben, um zu folgen. Dieses ist eine Methode von diese Elektronen in den topologischen Isolatoren vielleicht manipulieren.“

Quelle: http://www.bc.edu/

Last Update: 26. October 2012 08:49

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