Обнаружение спинового тока в квантовых материалах открывает потенциал для альтернативной электроники — Код НЛО | UFO code

Новый метод, который точно измеряет таинственное поведение и магнитные свойства электронов, протекающих по поверхности квантовых материалов, может открыть путь к электронике следующего поколения.

Обнаружение спинового тока в квантовых материалах открывает потенциал для альтернативной электроники

Обнаружение спинового тока в квантовых материалах открывает потенциал для альтернативной электроники

Новый метод, который точно измеряет таинственное поведение и магнитные свойства электронов, протекающих по поверхности квантовых материалов, может открыть путь к электронике следующего поколения.

Основываясь на электронных устройствах, полупроводники на основе кремния полагаются на контролируемый электрический ток, ответственный за питание электроники. Эти полупроводники могут получить доступ только к заряду электронов за энергию, но электроны делают больше, чем несут заряд. Они также имеют собственный угловой момент, известный как спин, что является особенностью квантовых материалов, которые, хотя и неуловимы, могут быть использованы для усиления электронных устройств.

Команда ученых под руководством Ан-Пинга Ли (An-Ping Li ) в Национальной лаборатории Ок-Ридж Департамента энергетики разработала инновационный метод микроскопии для обнаружения спина электронов в топологических изоляторах - нового типа квантового материала, который можно было бы использовать в таких приложениях, как как спинтроника и квантовые вычисления.

«Спиновый ток, а именно полный угловой момент движущихся электронов, является поведением в топологических изоляторах, которые не могли быть учтены до тех пор, пока не будет разработан спин-чувствительный метод», - сказал Ли.

Электронные устройства продолжают быстро развиваться и требуют большей мощности для небольших компонентов. Это говорит о необходимости использования менее дорогостоящих, энергоэффективных альтернатив электронике на основе заряда. Топологический изолятор несет электрический ток вдоль его поверхности, а глубже в объемном материале, он действует как изолятор. Электроны, протекающие по поверхности материала, имеют однородные направления спина, в отличие от полупроводника, где электроны вращаются в разных направлениях.

«Наборы на основе заряда менее энергоэффективны, чем на основе спина», - сказал Ли. «Для того чтобы спины были полезными, нам нужно контролировать их поток и ориентацию».

Чтобы обнаружить и лучше понять это поведение причудливых частиц, команде нужен метод, чувствительный к спину движущихся электронов. Их новый метод микроскопии был испытан на монокристалле Bi2Te2Se, материала, содержащего висмут, теллур и селен. Он измерил, какое напряжение было создано вдоль поверхности материала, когда поток электронов перемещался между определенными точками при измерении напряжения для каждого спина электрона.

Новый метод основан на четырехзондовом сканирующем туннельном микроскопе - инструменте, который может определять атомную активность материала четырьмя подвижными зондирующими наконечниками - путем добавления компонента для наблюдения за спиновым поведением электронов на поверхности материала. Этот подход не только включает измерения спиновой чувствительности. Он также ограничивает ток небольшой областью на поверхности, что помогает удерживать электроны от поверхности под поверхностью, обеспечивая результаты с высоким разрешением.

«Мы успешно обнаружили напряжение, создаваемое спиновым током электрона», - сказал Ли, соавтор статьи, опубликованной Physical Review Letters, которая объясняет этот метод. «Эта работа дает четкие доказательства спинового тока в топологических изоляторах и открывает новый путь для изучения других квантовых материалов, которые в конечном итоге могут быть применены в электронных устройствах следующего поколения».

Источник

Нравится
Не нравится
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!

Другие новости

Подводные НЛО

Как будто понимая свое превосходство, загадочный объект даже не пытался скрыться и крутился около военных

Лекарь из иного мира

Туманная фигура слегка покачнулась в дверях, и из её горящих глаз ударили в Бориса два луча света." Конец сентября 1991 года. Самое начало бабьего лета. Город Батайск Ростовской области. Семь часов вечера.

Авторизация

Поделиться ...