Новости космоса и технологий. » Нанотехнологии » Исследователи создают наноразмерную трассу слалома для электронов

Исследователи создают наноразмерную трассу слалома для электронов

Опубликовал: Admin, 26-11-2020, 01:01, Нанотехнологии, 52, 0

Исследователи создают наноразмерную трассу слалома для электронов

Группа исследователей, возглавляемая профессорами кафедры физики и астрономии, создала извилистый путь для электронов, наделяя их новыми свойствами, которые могут быть полезны в будущих квантовых устройствах.

Джереми Леви, выдающийся профессор физики конденсированного состояния, и Патрик Ирвин, профессор-исследователь, являются соавторами статьи "Инженерные спин-орбитальные взаимодействия в LaAlO 3 /SrTiO 3 1D змеевидные электронные волноводы на основе. "опубликовано в Успехи науки 25 ноября.

«Мы уже знаем, как стрелять электронами баллистически через одномерные нанопроволоки, сделанные из этих Оксидных материалов », - объясняет Леви. «Отличие заключается в том, что мы изменили среду для электронов, заставив их двигаться вправо и влево. Это движение изменяет свойства электронов, вызывая новое поведение».

Работой руководит недавний доктор философии. получатель, доктор Меган Бриггеман, диссертация которой была посвящена разработке платформы для «квантового моделирования» в одном измерении. Бриггеман также является ведущим автором связанной работы, опубликованной ранее в этом году в Наука , где было обнаружено новое семейство электронных фаз, в которых электроны перемещаются пакетами по 2 3 и более за один раз.

Электроны ведут себя совершенно иначе, когда они вынуждены существовать вдоль прямой линии (то есть в одном измерении). Известно, например, что компоненты спина и заряда электронов могут расщепляться и перемещаться с разной скоростью по 1D-проводу. Эти странные эффекты интересны и важны для развития передовых квантовых технологий, таких как квантовые компьютеры. Движение по прямой - лишь одна из множества возможностей, которые могут быть созданы с помощью этого подхода квантового моделирования. В этой публикации исследуются последствия сплетения электронов из стороны в сторону, когда они мчатся вниз, а в противном случае - по линейному пути.

Одно недавнее предложение по топологически защищенным квантовым вычислениям использует преимущества так называемых «майорановских фермионов», частиц, которые могут существовать в одномерных квантовых проволоках при наличии определенных ингредиентов. LaAlO 3 /SrTiO 3 Оказывается, система имеет большинство, но не все необходимые взаимодействия. Отсутствует достаточно сильное « Спин-орбитальное взаимодействие », Которое может создать условия для майорановских фермионов. Один из основных выводов этой последней работы Леви заключается в том, что спин-орбитальные взаимодействия фактически могут быть спроектированы посредством змеевидного движения, которое вынуждены совершать электроны.

В дополнение к выявлению новых спроектированных спин-орбитальных связей, периодическое повторение извилистого пути создает новые способы взаимодействия электронов друг с другом. Экспериментальным результатом этого является существование относительных проводимостей, которые отличаются от ожидаемых для одиночных электронов.

Эти слаломные дорожки создаются с использованием техники создания наноразмерных эскизов, аналогичной игрушке Etch A Sketch, но с размером точки, которая в триллион раз меньше по площади. Эти пути можно рисовать и стирать снова и снова, каждый раз создавая новый тип пути для электроны пройти. Этот подход можно рассматривать как способ создания квантовых материалов с перепрограммируемыми свойствами. Материаловеды синтезируют материалы аналогичным образом, извлекая атомы из периодической таблицы и вынуждая их организовывать периодические массивы. Здесь решетка искусственная - один зигзаг движения происходит в пространстве размером десять нанометров, а не на атомном расстоянии субнанометра.

Леви, который также является директором Питтсбургского квантового института, заявил, что эта работа способствует одной из основных целей Второй квантовой революции, а именно исследованию, пониманию и использованию всей природы квантовой материи. Лучшее понимание и способность моделировать поведение широкого спектра квантовых материалов будут иметь самые разные последствия. «Это исследование является частью более масштабных усилий здесь, в Питтсбурге, по развитию новой науки и технологий, связанных со второй квантовой революцией», - сказал он.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии