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El aislante topológico de cuerpo Variable de grafeno bajo ciertas condiciones

Según el sitio web del Instituto de tecnología de Massachusetts recientemente, la escuela de los científicos encontraron que en algunos casos extremos, el grafeno se puede convertir en una función única del aislante topológico, se espera que nuevas ideas para la fabricación de ordenadores cuánticos. La investigación se publica esta semana en la revista Nature.

Los investigadores encontraron que las escamas de grafeno fueron colocadas en un ambiente de baja temperatura con una fuerza de campo magnético de Tesla 35 y 0,3 grados centígrados más alta que el cero absoluto. Las propiedades conductoras del grafeno pueden cambiarse para poder filtrar los electrones según la dirección del spin del electrón, que no está disponible actualmente en cualquier sistema electrónico tradicional.

En condiciones típicas, grafeno se comporta como un conductor normal y ejerce una tensión en ella, y la corriente pasa a través de él. Pero si una pieza de grafeno se coloca en un campo magnético perpendicular a él, las propiedades de la corriente de cambio, el grafeno sólo funciona a lo largo de los bordes de hojuelas de grafeno, y el resto se convierte en aisladores. Además, la corriente se mueve sólo en una dirección según la dirección del campo magnético. Este fenómeno es llamado el efecto Hall cuántico.

En el nuevo estudio, los investigadores encontraron que si añades un campo magnético fuerte a la posición del grafeno en el caso anterior, las propiedades del grafeno cambiará otra vez: electrones aún operan sólo en los bordes del grafeno, pero la dirección de la operación es cambia de unidireccional a bidireccional, y la dirección específica es determinada por las diversas direcciones de la vuelta del electrón.

"Creamos un conductor especial inusual,", dijo un investigador postdoctoral en el Departamento de física del MIT. Es una función común del aislante topológico para separar electrones según la dirección de spin del electrón. Sin embargo, el grafeno no es un aislante topológico en el sentido habitual. Tenemos el mismo efecto de diferentes sistemas materiales. Lo más importante, cambiando el campo magnético, también puede en cualquier momento la dirección de la operación electrónica, eléctrica o no para controlar el estado. Esto significa que pueden hacerse en circuitos y transistores, que no se ha logrado antes. "

Paradadelos, profesor en el MIT, dijeron había predicciones de esta caracterización del grafeno, pero nunca nadie había hecho pasar. El estudio confirmó primero la selectividad del grafeno a spin de electrones, y se ha demostrado por primera vez eso grafeno puede controlar la dirección de operación electrónica y el estado de la energía eléctrica o no. El experimento ha hecho lo que algunos investigadores han estado intentando conseguir durante décadas sin éxito, prometiendo una nueva forma de crear ordenadores cuánticos.

Profesor de física en el Massachusetts Institute of Technology, quien participa en el estudio, dice el estudio pinta un nuevo camino para el estudio de aislantes topológicos. "No podemos predecir lo que conducirá a los resultados, pero se amplía nuestro pensamiento y ofrece posibilidades para la fabricación de múltiples dispositivos," él dijo. "

dijo: "debido a la necesidad de baja temperatura extrema y magnético fuerte del ambiente, para lograr tal requisito no es fácil, por lo que la tecnología producida por el ordenador cuántico es un equipo muy profesional, deben utilizarse primero para alta prioridad tareas." A continuación, pondrá a prueba el rendimiento de grafeno en un campo magnético menor (1 Tesla) y a temperaturas más altas, a fin de reducir el umbral de la tecnología.


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