Найден уникальный материал-изолятор, являющийся проводником на его гранях

Топологический изолятор высшего порядка

Ученые-физики из университета Цюриха обнаружили материал, относящийся к новому классу топологических изоляторов высшего порядка. Грани кристаллических твердых тел из этих материалов проводят электрический ток почти без сопротивления, в то время, как остальная часть материала остается изолятором. Такие уникальные свойства новых материалов могут оказаться очень полезными для создания новых видов электронных устройств и, безусловно, для создания квантовых вычислительных систем.

Топология, наука, являющаяся частью материаловедения, занимается исследованиями свойств твердых частиц и тел, защищенных от деформаций и воздействий различных внешних факторов. Одним из направлений этой науки являются исследования топологических изоляторов, кристаллических материалов, которые проводят электрический ток только в поверхностном слое. При этом, за счет некоторых физических эффектов проводящие поверхности не могут быть переведены в изоляционное состояние.

Теоретические расчеты, проведенные физиками, показали, что свойства топологических изоляторов высшего порядка должны быть крайне стабильными. Другими словами, на электропроводность граней кристаллов не должны влиять примеси и другие нарушения кристаллической решетки. Кроме этого, грани кристаллов не нуждаются в дополнительной обработке или в каком-нибудь инициировании для получения токопроводящих свойств. И даже если кристалл вдруг сломается, то электрический ток все равно продолжит течь по нему по вновь образовавшимся граням.

Данные исследования находятся сейчас по большей мере в теоретической области. Но исследователи уже предложили один материал, который может являться топологическим изолятором высшего порядка, теллурид олова. «В скором времени мы найдем и другие материалы, обладающие подобными свойствами» — рассказывает профессор Титус Неуперт (Titus Neupert), — «Грани этих материалов будут работать как своего рода «шоссе» для электронов, т.е. они могут быть использованы в качестве токопроводящих дорожек электронных цепей. Более того, топологические изоляторы могут быть объединены с магнитными, полупроводниковыми и сверхпроводящими материалами, что позволит использовать их для создания квантовых компьютеров».

Ключевые слова:
Материал, Топологический, Изолятор, Высший, Порядок, Грань, Проводимость, Электричество, Ток, Теллурид, Олово

Первоисточник

Другие новости по теме:

Share Button

Материалы по теме:

Физикам удалось создать в лабораторных условиях новый тип странных квазкристаллов
Ученые-физики и химики из университета Брауна впервые создали самособирающуются квазикристаллическую решетку, состоящую из квантовых точек строго определенной формы. Подобные квазикристаллические решетки уже не раз ...
Ученые начали использовать вращающиеся нейтронные звезды для проверки и калибровки атомных часов
Об атомных часах, обеспечивающих высокоточный отсчет времени, мы неоднократно рассказывали на страницах нашего сайта. И, безусловно, многие из наших читателей не раз задавались вопросом, ...
Ученые нашли вид сильных взаимодействий, при помощи которых свет и звук сплелись в своеобразном «танце»
Группа исследователей из Национальной физической лаборатории, Оксфордского университета и Имперского колледжа в Лондоне обнаружили новый вид сильных взаимодействий и экспериментально продемонстрировали, что эти взаимодействия ...
Ученым впервые удалось измерить значение вращающего момента Казимира
Исследователям из университета Мэриленда впервые в истории науки удалось измерить значение физического эффекта, существование которого было предсказано 40 лет назад и который носит название ...
Ученые получили капельки кваркового «супа», исконной материи, существовавшей в первые моменты возникновения Вселенной
Согласно некоторым современным теориям материя, которая заполняла собой Вселенную в первые моменты времени после Большого Взрыва, находилась в крайне экзотическом состоянии так называемого кваркового ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика