Le Modifiche del Paesaggio di Nanoscale Possono Produrre il Collegare di Quantum Che Porta la Corrente senza Dissipazione

Published on October 26, 2012 at 7:35 AM

Nella frontiera scientifica relativamente nuova degli isolanti topologici, i fisici teorici e sperimentali stanno studiando le superfici di questi materiali unici per le comprensioni nel comportamento degli elettroni che video alcuni beni molto del tipo di non.

In isolanti topologici, gli elettroni possono comportarsi più simile ai fotoni, o alle particelle di indicatore luminoso. Il legamento è quello da fotoni dissimili, elettroni ha la massa che svolge normalmente un ruolo di definizione nel loro comportamento. Nel mondo di fisica di quantum, dove i materiali di ogni giorno intraprendono i beni sorprendenti ed a volte incredibili, gli elettroni sulla superficie esterna di questi isolanti si comportano non caratteristico ed assomigliano ad indicatore luminoso.

Questi beni unici hanno piccato gli interessi degli scienziati che vedono le applicazioni future nelle aree quali la computazione di quantum e lo spintronics, o altri regni piantati nella manipolazione dei beni elettronici. La sfida iniziale per quei ricercatori è di cominciare a capire alcuni principi di base semplici per gestire questi materiali.

I ricercatori dell'Istituto Universitario di Boston riferiscono che il collocamento delle ondulazioni minuscole sulla superficie di un isolante topologico costruito dal tellururo del bismuto efficacemente modula i cosiddetti elettroni di Dirac in modo da entrano in una via che rispecchia perfettamente la topografia della superficie del cristallo.

Il Professore Associato di Fisica Vidya Madhavan e l'Assistente Universitario di Fisica Stephen Wilson riferiscono nell'edizione online corrente delle Comunicazioni della Natura che la microscopia di scansione di traforo è capace di rivelare le caratteristiche di queste onde minuscole mentre aumentano e cadono, permettendo ai ricercatori di dissipare un collegamento diretto fra le funzionalità delle ondulazioni e la modulazione delle onde attraverso la superficie del materiale.

Invece di comportamento caotico, gli elettroni entrano in un percorso che rispecchia la superficie del composito del metallo, il gruppo riferisce “in una struttura elettronica Ondulazione-Modulata nominata articled di un isolante topologico 3D.„

“Che Cosa abbiamo scoperto siamo che gli elettroni rispondono meravigliosamente a questa deformazione della superficie del materiale,„ ha detto Madhavan, il direttore di progetto.

Così armoniosamente faccia le onde scorrono attraverso le ondulazioni - collocate circa 100 nanometri a parte - che i ricercatori dicono che ulteriori modifiche “del paesaggio del nanoscale„ del cristallo potrebbero produrre abbastanza controllo per produrre un collegare unidimensionale di quantum capace di trasporto della corrente senza la dissipazione.

La superficie increspata sembra esercitare il maggior controllo e correre meno rischio di creazione delle imperfezioni che altri metodi, come presentazione dei dopant chimici, utilizzati nei tentativi di modulare il flusso degli elettroni sulla superficie di altri isolanti topologici, i ricercatori trovati.

Madhavan ha detto che il gruppo ha dovuto provocare gli elettroni, che stendono calmo in cima allo superficie-stato dell'isolante, tanto come la superficie vetrosa di un lago indisturbato. Il gruppo ha interrotto gli elettroni introducendo le impurità, che hanno avute un effetto simile a quello di caduta della pietra in un lago calmo. Questa provocazione ha prodotto le onde degli elettroni che si comportano come le onde di indicatore luminoso mentre viaggiano vie che rispecchiano i contorni creati nel cristallo.

“Non abbiamo non invitare gli elettroni per seguire la topografia,„ ha detto Madhavan. “La topografia impone un potenziale sinusoidale alle onde. Le ondulazioni creano quel potenziale dando agli elettroni un paesaggio per seguire. Ciò è un modo possibilmente di manipolazione dei questi elettroni in isolanti topologici.„

Sorgente: http://www.bc.edu/

Last Update: 26. October 2012 08:50

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