Проводимость без потерь по краям

Топологические изоляторы представляют собой ключевые области исследований, потому что они могут быть использованы в качестве сверхпроводников в электронике будущего. Материалы такого рода ведут себя как изоляторы внутри, в то время как их поверхности имеют металлические свойства и провести электричество. Трехмерный Кристалл топологический изолятор, поэтому проводит электричество на своей поверхности, в то время как ток не может течь внутри. Кроме того, из-за квантовой механики, проводимость на поверхности почти без потерь — электричество проведено на большие расстояния без тепла.

Помимо этих материалов, есть еще один класс известен как второго порядка, топологических изоляторов. Эти трехмерные кристаллы имеют ща, одномерные каналы, идущие вдоль только определенные хрустальных гранях. Материалы такого рода особенно хорошо подходят для потенциальных применений в квантовых вычислениях.

Теоретическое предсказание

Эксперты предполагают, что полуметалл висмут проявляет некоторые свойства второго порядка топологической материал. Кроме того, исследователи также предсказали — теории — что атомарно тонких слоев другого полуметалл, вольфрам ditelluride (WTe2), будет вести себя как второго порядка, топологические изоляторы — другими словами, они будут проводить электричество без потерь по краям, а остальной слой ведет себя как изолятор.

Команда во главе с профессором Кристианом Schönenberger кафедры физики и Швейцарского института нанонауки при Университете Базеля уже сейчас проанализировала крошечных кристаллов вольфрама ditelluride в составе от одного до 20 слоев. Для определения электрических характеристик материала, они придают сверхпроводящих контактов перед применением магнитного поля. В качестве материала был чувствителен к окислению, ученые работали в специальном низким содержанием кислорода коробке и с покрытием вольфрама ditelluride с другой кристалл, который был устойчив в воздухе.

Характеристика колебаний

Анализируя тока в главный Кристалл, ученые обнаружили множество медленно затухающие колебания. «В то время как равномерное распределение тока приводит к быстро затухающие колебания, крайне проводная краю государства создавать строго колеблющиеся, медленно затухающие токи, такие, как те измеряли», — объясняет д-р Артем Кононов, первый автор исследования и Георгом Эндрессом г. научный сотрудник кафедры физики. «Единственным возможным объяснением наших результатов заключается в том, что большая часть тока течет вдоль узкого края.»

«Эти наблюдения подтверждают теоретические предсказания, что вольфрам ditelluride является более высокого порядка, топологические материал. Это открывает новые возможности для топологической сверхпроводимости, который может найти применение в таких областях, как квантовые вычисления», — говорит Кристиан Schönenberger, который расследует топологической сверхпроводимости в штабеля определенных двумерных материалов в рамках проекта НОЦ.

сделать разницу: спонсорские возможности