Nature Communications: обнаружен квантовый материал с разделением спинов и нулевыми потерями при передаче тока
NewsMakerФантастическая проводимость и необычная структура — всё в одном материале.
Учёные из Университета Райса создали уникальный квантовый материал, который может стать основой для сверхэффективной электроники будущего. Это открытие особенно актуально на фоне стремительно растущего спроса на производительные и одновременно энергоэффективные технологии — от смартфонов и дата-центров до электромобилей и квантовых систем нового поколения.
Исследовательская группа под руководством физиков Мин И и Эмилии Моросан сумела добиться необычных электронных свойств, изменив симметрию атомной решётки известного соединения — дисульфида тантала (TaS₂). Для этого они добавили в его состав незначительное количество индия. Это небольшое изменение привело к появлению редкого квантового эффекта, называемого поведением по типу Kramers nodal line.
По сути, в новом материале электроны с противоположными спинами движутся по разным путям, как машины на разделённой трассе, и сходятся только в особой точке — "узловой линии". Такое состояние позволяет добиться необычного способа прохождения тока с минимальными потерями.
Кроме того, материал проявил свойства сверхпроводника — он способен передавать электрический ток без сопротивления и потерь энергии. Такое сочетание топологических и сверхпроводящих характеристик делает его перспективным кандидатом для создания топологических сверхпроводников — ключевого компонента для устойчивых квантовых вычислений и энергоэффективной передачи энергии .
Авторы провели тонкую настройку химического состава, чтобы улучшить и квантовые, и структурные свойства материала. Теоретические расчёты, выполненные параллельно с экспериментами, подтвердили полученные результаты и позволили глубже понять электронную структуру вещества.
Открытие стало возможным благодаря тесному взаимодействию специалистов из разных областей — физики, материаловедения и инженерии, объединившихся в рамках Института Смолли-Кёрла. Как отметил директор института Дзюнъитиро Коно, это исследование — пример того, как междисциплинарный подход открывает путь к новым квантовым технологиям.
Работа опубликована в журнале Nature Communications , и, по словам соавторов, она только открывает двери к новым возможностям: учёные уверены, что впереди ещё множество открытий.
Учёные из Университета Райса создали уникальный квантовый материал, который может стать основой для сверхэффективной электроники будущего. Это открытие особенно актуально на фоне стремительно растущего спроса на производительные и одновременно энергоэффективные технологии — от смартфонов и дата-центров до электромобилей и квантовых систем нового поколения.
Исследовательская группа под руководством физиков Мин И и Эмилии Моросан сумела добиться необычных электронных свойств, изменив симметрию атомной решётки известного соединения — дисульфида тантала (TaS₂). Для этого они добавили в его состав незначительное количество индия. Это небольшое изменение привело к появлению редкого квантового эффекта, называемого поведением по типу Kramers nodal line.
По сути, в новом материале электроны с противоположными спинами движутся по разным путям, как машины на разделённой трассе, и сходятся только в особой точке — "узловой линии". Такое состояние позволяет добиться необычного способа прохождения тока с минимальными потерями.
Кроме того, материал проявил свойства сверхпроводника — он способен передавать электрический ток без сопротивления и потерь энергии. Такое сочетание топологических и сверхпроводящих характеристик делает его перспективным кандидатом для создания топологических сверхпроводников — ключевого компонента для устойчивых квантовых вычислений и энергоэффективной передачи энергии .
Авторы провели тонкую настройку химического состава, чтобы улучшить и квантовые, и структурные свойства материала. Теоретические расчёты, выполненные параллельно с экспериментами, подтвердили полученные результаты и позволили глубже понять электронную структуру вещества.
Открытие стало возможным благодаря тесному взаимодействию специалистов из разных областей — физики, материаловедения и инженерии, объединившихся в рамках Института Смолли-Кёрла. Как отметил директор института Дзюнъитиро Коно, это исследование — пример того, как междисциплинарный подход открывает путь к новым квантовым технологиям.
Работа опубликована в журнале Nature Communications , и, по словам соавторов, она только открывает двери к новым возможностям: учёные уверены, что впереди ещё множество открытий.