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:

Интенсивный лазерный свет позволил ученым создать «оптическую ракету»
В своих последних экспериментах ученые из университета Небраски-Линкольна (University of Nebraska-Lincoln) при помощи импульсов интенсивного лазерного света создали сгустки электронной плазмы, которые после этого ...
Квантовая механика дала весьма неожиданное решения парадокса «курица или яйцо»
Известный большинству людей парадокс, формулирующийся фразой "что появилось первым - курица или яйцо?", был предложен философами Древней Греции для описания одной из проблем, связанных ...
Созданы самые точные на сегодняшний день оптические часы
Исследовательская группа из университета Аделаиды (University of Adelaide), Австралия, удостоилась престижной премии Eureka Prizes за разработку того, что можно назвать самыми точными оптическими часами ...
Обнаружен пятый тип распада бозона Хиггса на другие элементарные частицы
Исследователи из Принстонского университета объявили о том, что им удалось отследить пятый, самый очевидный и распространенный путь, которым бозона Хиггса распадаются на другие элементарные ...
Антиматерия, находящаяся в свободном падении, позволит ученым изучить ее взаимодействие с силами гравитации
На страницах нашего сайта мы неоднократно рассказывали об одной из фундаментальных космологических загадок современной науки, согласно теории, в момент Большого Взрыва во Вселенной образовалось ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика