Переход в новое квантовое состояние позволяет повысить проводимость некоторых материалов на миллиард процентов

Электрическая проводимость

Ученые из Технологического института Джорджии (Georgia Tech) обнаружили новое квантовое состояние в одном из необычных материалов. Такое квантовое состояние и связанные с ним явления еще никогда не наблюдались в других материалах, а его суть заключается в том, что под воздействием внешнего магнитного поля электрическая проводимость материала увеличивается на миллиард процентов, как бы это фантастически не звучало.

Некоторые из известных материалов изменяют свою электрическую проводимость в ответ на воздействие магнитного поля. Это свойство материалов известно под названием магнитосопротивлением, но то, о чем сейчас идет речь, можно охарактеризовать термином мега-магнитосопротивление, так как проводимость материала меняется на ужасающе большую величину.

Упомянутый выше материал является сплавом марганца, кремния и теллура, его кристаллическая решетка имеет форму восьмиугольных ячеек, «уложенных» в сотоподобном порядке. Электроны перемещаются по граням восьмиугольных ячеек и при отсутствии магнитного поля они движутся в случайных направления, что приводит к возникновению электронных «пробок». Все это делает материал достаточно эффективным изолятором.

Но когда на материал оказывают воздействие внешним магнитным полем, движение электронов упорядочивается, они становятся более быстрыми и подвижными, а материал обретает способность проводить электрический ток. Более того, весьма эффективно проводить электрический ток, на семь порядков величины больше от первоначального значения.

Наиболее интересным является то, что такой «переключатель проводимости» работает лишь тогда, когда направление магнитного поля перпендикулярной поверхности материала. У других материалов, которые обладают магнитосопротивлением, сила эффекта не зависит от угла приложения магнитного поля.

«Данное явление противоречит всем существующим теоретическим моделям и моделям, построенным на базе экспериментальных данных» — пишут исследователи.

Также ученые выяснили, что точно такого же эффекта в этом материале можно добиться при помощи электрического тока. В этом случае переключение проводимости происходит очень медленно и может длиться в течение нескольких секунд или даже минут в зависимости от условий окружающей среды.

Ученые собираются провести ряд дополнительных исследований с целью большего понимания особенностей нового квантового состояния и происходящих в это время процессов. Параллельно с этим будут проводиться поиски других материалов, у которых эффект мега-магнитосопротивления может быть выражен еще в большей степени. Все это будет делаться с целью использования таких материалов в квантовых устройствах, включая компьютеры, коммуникационные системы и датчики.

Ключевые слова:
Электрическая, Проводимость, Магнитосопротивление, Материал, Квантовое, Состояние, Магнитное, Поле

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Ученым удалось удвоить электрическую проводимость органических полупроводников.
  • Ученые обнаружили новое состояние материи, проявляющееся в двумерных материалах
  • Найдено вещество, использование которого позволит создать первые органические компьютеры
  • Кольца графена могут улучшить существующие технологии магнитной записи данных.
  • Полученный учеными новый материал, обладающий самыми сильными магнитными свойствами, может опровергнуть некоторые законы физики.
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Ученые успешно синтезировали рекордно легкий изотоп магния
    Международная группа исследователей из Мичиганского университета, Вашингтонского университета, Пекинского университета, Китай, и других научных учреждений добилась успеха в создании рекордно легкой версии, изотопа, одного ...
    Физикам удалось измерить гравитационную деформацию времени в масштабе одного миллиметра
    Ход времени, в отличие от того, как это представляет себе большинство людей, является далеко не постоянной величиной - известно, что увеличение сил гравитации замедляет ...
    Физики, после десятилетий поисков, создали так называемые «временные отражения»
    Если вам приходилось зайти в зеркальный лабиринт, то в какой-то момент времени вам доводилось столкнуться с самим собой. Кончик вашего носа "встретился" со своим ...
    Ученые-физики открыли совершенно новый тип квантовой запутанности
    Физики из Национальной лаборатории в Брукхейвене (Brookhaven National Laboratory, BNL) открыли совершенно новый тип квантовой запутанности, достаточно известного явления, связывающего квантовые частицы. И этот ...
    В «супе» кварково-глюонной плазмы, созданной в Большом Адронном Коллайдере, впервые были обнаружены экзотические X-частицы
    В течение нескольких первых миллионных долей секунды после момента Большого Взрыва вновь образовавшаяся Вселенная была заполнена высоктемпературной, в триллионы градусов, кипящей кварково-глюоонной плазмой. В ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика