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:

Создан первый условно двухмерный полупроводниковый материал, состоящий из суператомов
Всем людям известно, что вся нормальная материя в окружающей нас Вселенной состоит из атомов. Однако, исследователи из Колумбийского университета, США, Итальянского технологического института и ...
«Закрученный» лазерный свет — зонд, позволяющий исследовать наноразмерные объекты
Группа исследователей из университета Бата (University of Bath) разработала новый метод, позволяющий измерять и изучать структуру наноразмерных объектов. В этом методе используется закрученный особым ...
Атомы лютеция могут стать основой более стабильных и точных атомных часов следующего поколения
В основе атомных часов, как следует из их названия, лежат отдельные атомы, изолированные от окружающей среды. В различных типах часов используются атомы разных типов, ...
Пять главных научных открытий, являющихся следствием успешной «охоты» на гравитационные волны
Буквально на днях мы рассказывали о том, что датчики гравитационной обсерватории LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) зарегистрировали пятый пакет гравитационных волн, источником которых является ...
Скорость света может быть снижена до нуля при помощи специальных «исключительных точек»
Свет, который распространяется в вакууме со скоростью 300 000 километров в секунду, может быть замедлен и даже полностью остановлен при помощи методов, в которых ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика