
Екип физици разработи нова техника, която използва водородни катиони (H+) за манипулиране на релативистични електронни лентови структури в магнитен полуметал на Вайл - топологичен материал, в който електроните имитират безмасови частици, наречени фермиони на Вайл. Тези частици се отличават със своята хиралност, свързана с техния спин и импулс.
![]() |
Изследователите, ръководени от Лиа Крусин-Елбаум (Lia Krusin-Elbaum) от Градския колеж в Ню Йорк (The City College of New York), разкриват удивителната способност на магнитния материал MnSb₂Te₄ да „настройва“ и засилва хиралността на електронния транспорт чрез въвеждане на водородни йони, като при поискване променя енергийния ландшафт, наречен възли на Вайл, в материала. Това откритие би могло да открие широк спектър от нови платформи за квантови устройства за използване на възникващи топологични състояния за нова хирална наноспинтроника и устойчиви на грешки квантови изчисления. Изследването е озаглавено „Транспортна хиралност, генерирана от регулируем наклон на възлите на Вайл в топологичен магнит на Ван дер Ваалс“ и е публикувано в списание Nature Communications.
Настройката на възлите на Вайл с H+ изчиства безпорядъка на връзките в системата (Mn-Te) и намалява вътрешно възловото разсейване. При този процес - който екипът на Градския колеж тества в лабораторията на Крузин с помощта на ъглов електропренос - електрическите заряди се движат по различен начин, когато вътрешно-плоскостното магнитно поле се върти по посока на часовниковата стрелка или обратно, генерирайки желаните токове с ниско разсейване. Преобразуваните състояния на Вайл се характеризират с удвоена температура на Кюри и силна хиралност на ъгловия транспорт, синхронизирана с рядко полево-антисиметрично надлъжно съпротивление - нискополеви настройваем „хирален превключвател“, който се корени във взаимодействието на топологичната кривина на Бери, хиралната аномалия и водородно опосредстваната форма на възлите на Вайл.
„Основното постижение на тази работа е разширяването на обхвата на дизайнерските топологични квантови материали отвъд природния проект. Настройваемите топологични лентови структури, улеснени от водород или други леки елементи чрез свързани с дефекти пътища, разширяват наличието на достъпни платформи за изследване и използване на топологични фази със зашеметяващо макроскопично поведение, като отварят пътя към потенциално разрушителни реализации на базата на хиралност в бъдещи квантови устройства“, заявява Крусин-Елбаум, професор в Департамента по наука на Градския колеж в Ню Йорк.
Изследванията в лабораторията на Крусин са насочени към проучване на нови квантови явления като квантовия аномален ефект на Хол (QAH), който описва изолатор, който провежда ток без разсейване в дискретни канали на повърхността си, 2D свръхпроводимост и явления в състояние на аксион, характеризиращи се с квантуван топлинен транспорт, като всички те имат потенциал, ако бъдат индустриализирани, да развият енергийно ефективни технологии. Крусин-Елбаум и нейният екип заявяват, че демонстрираната от тях техника е много обща и в крайна сметка може да развие потенциала на вътрешните топологични магнити за трансформиране на бъдещата квантова електроника.
Справка: Afrin N. Tamanna et al, Transport chirality generated by a tunable tilt of Weyl nodes in a van der Waals topological magnet, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-53319-w
Източник: Quantum breakthrough may lead to sustainable chiral spintronics, Jay Mwamba, City College of New York
Още по темата

Физика
Учените откриват нови квантови частици, нарушаващи класическите правила

Физика
Учени попадат на нещо, което се държи като гравитон, частицата на гравитацията

Физика
Гравитационен ефект от Големия взрив е наблюдаван в лабораторен кристал

Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари