Топологический изолятор графена с переменным телом графена при определенных условиях

Согласно недавно опубликованному сайту Массачусетского технологического института, школьные ученые обнаружили, что в некоторых крайних случаях графен может быть превращен в уникальную функцию топологического изолятора, как ожидается, создаст новые идеи для производства квантовых компьютеров. Исследование опубликовано на этой неделе в журнале Nature.

Исследователи обнаружили, что графеновые хлопья были помещены в низкотемпературную среду с силой магнитного поля Тесла 35 и на 0,3 градуса по Цельсию выше абсолютного нуля. Проводящие свойства графена могут быть изменены, чтобы позволить ему фильтровать электроны в соответствии с направлением спина электрона, который в настоящее время недоступен ни в одной традиционной электронной системе.

В типичных условиях графен ведет себя как нормальный проводник и на него налагает напряжение, и ток проходит через него. Но если кусок графена помещен в перпендикулярное ему магнитное поле, свойства графена меняются - ток протекает только вдоль краев графеновых чешуек, а остальное становится изоляторами. Кроме того, ток будет двигаться только в одном направлении в соответствии с направлением магнитного поля. Это явление называется квантовым эффектом Холла.

В новом исследовании исследователи обнаружили, что если вы добавите сильное магнитное поле в положение графена в приведенном выше случае, свойства графена снова изменятся: электроны все еще действуют только вдоль краев графена, но направление операция изменяется от однонаправленного к двунаправленному, а конкретное направление определяется разными направлениями спина электрона.

«Мы создали необычного специального дирижера», - сказал докторант в отделе физики Массачусетского технологического института. Общей функцией топологического изолятора является разделение электронов по направлению спина электрона. Однако графен не является топологическим изолятором в обычном смысле. Мы имеем тот же эффект в разных материальных системах. Что еще более важно, путем изменения магнитного поля вы также можете в любое время управлять электроникой, управлять или не управлять состоянием. Это означает, что они могут быть сделаны в цепи и транзисторы, которые ранее не были достигнуты. »

Erero, доцент MIT, сказал, что были предсказания этой характеристики графена, но никто никогда не делал этого. Вначале исследование подтвердило селективность графена к спиновым электронам, и впервые было доказано, что графен может управлять направлением электронной работы и состоянием электрической мощности или нет. Эксперимент сделал то, что некоторые исследователи пытались достичь на протяжении десятилетий без успеха, пообещав новый способ создания квантовых компьютеров.

профессор физики Массачусетского технологического института, который участвует в исследовании, говорит, что исследование рисует новое направление для изучения топологических изоляторов. «Мы не можем предсказать, к чему приведут результаты, но это расширяет наше мышление и предоставляет возможности для производства нескольких устройств», - сказал он. »

сказал: «Из-за необходимости экстремальной низкотемпературной и сильной магнитной среды достичь такого требования непросто, поэтому технология, производимая квантовым компьютером, будет очень профессиональным оборудованием, может быть использована в первую очередь для высокоприоритетных вычислений задания." Затем они будут проверять производительность графена в более низком магнитном поле (1 Тесла) и при более высоких температурах с целью снижения порога для технологии.