L’isolant topologique corps Variable du graphène sous certaines Conditions

Selon le site Web du Massachusetts Institute of Technology récemment, l’école, les scientifiques ont constaté que dans certains cas extrêmes, le graphène peut être converti en une unique fonction de l’isolant topologique, devrait fournir de nouvelles idées pour la fabrication de ordinateurs quantiques. La recherche est publiée cette semaine dans la revue Nature.

Les chercheurs ont constaté que les flocons de graphène ont été placés dans un environnement de basse température avec une force de champ magnétique 35 Tesla et 0,3 degrés Celsius supérieure à zéro absolu. Les propriétés conductrices du graphène peuvent être modifiées pour lui permettre de filtrer les électrons selon la direction de la spin de l’électron, qui n’est pas actuellement disponible dans n’importe quel système électronique traditionnel.

Dans des conditions habituelles, le graphène se comporte comme un conducteur normal et exerce une tension sur elle, et le courant passe à travers elle. Mais si un morceau de graphène est placé dans un champ magnétique perpendiculaire à elle, les propriétés du courant de changement-le graphène s’exécute uniquement sur les bords de flocons de graphène, et le reste devient isolateurs. En outre, le courant passera uniquement dans un seul sens, selon la direction du champ magnétique. Ce phénomène est appelé l’effet Hall quantique.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont constaté que si vous ajoutez un champ magnétique intense à la position du graphène dans le cas ci-dessus, les propriétés du graphène changera à nouveau : électrons fonctionnent toujours uniquement le long des bords du graphène, mais la direction de l’opération est changé d’unidirectionnel à bidirectionnelle, et l’orientation spécifique est déterminée par les différentes directions du spin de l’électron.

« Nous avons créé un conducteur spécial inhabituel, » a déclaré le chercheur post-doctoral au département de physique du MIT. C’est une fonction commune de l’isolant topologique pour séparer les électrons selon la direction de spin des électrons. Toutefois, le graphène n’est pas un isolant topologique dans le sens habituel du terme. Nous avons le même effet dans les différents systèmes matériels. Plus important encore, en changeant le champ magnétique, vous pouvez également à tout moment la direction de l’opération électronique, puissance ou ne pas à l’état du contrôle. Cela signifie qu’elles peuvent être faites dans les circuits et les transistors, qui n’ont pas été atteints avant. «

Erero, professeur agrégé au MIT, a déclaré il y a eu des prédictions de cette caractérisation du graphène, mais personne n’avait jamais fait il arrive. L’étude a tout d’abord confirmé la sélectivité du graphène de spin des électrons, et il a été prouvé pour la première fois que le graphène peut contrôler la direction de fonctionnement électronique et de l’état de l’énergie électrique ou non. L’expérience a fait ce que certains chercheurs ont tenté d’atteindre pendant des décennies sans succès, promettant une nouvelle façon de créer des ordinateurs quantiques.

professeur de physique au Massachusetts Institute of Technology, qui participe à l’étude, dit l’étude dresse une nouvelle direction pour l’étude des isolateurs topologiques. « Nous ne pouvons pas prédire ce qui emmènera les conclusions, mais il élargit notre pensée et offre des possibilités pour la fabrication de plusieurs appareils, » dit-il. «

a dit : « en raison de la nécessité pour le froid extrême et de l’environnement magnétique forte, pour atteindre telle une exigence n’est pas facile, donc la technologie produite par l’ordinateur quantique sera un équipement très professionnel, peut être utilisé tout d’abord pour priorité élevée tâches de l’informatiques ». Ensuite, elles évalueront la performance du graphène à champ magnétique inférieur (1 Tesla) et à des températures plus élevées, en vue de réduire le seuil pour la technologie.