نانومواد

عایق های توپولوژیکی از ویژگی هدایت بدون تلفات در لبه ها هستند

عایق های توپولوژیکی از ویژگی هدایت بدون تلفات در لبه ها هستند

 

عایق های توپولوژیکی از ویژگی هدایت بدون تلفات در لبه ها هستند
یک لایه اتمی نازک از تیتلستر دیتلوراید بین دو تماس (به رنگ نقره ای) قرار دارد. جریان فقط از طریق مواد در کانالهای بسیار باریک در لبه های خارجی جریان می یابد.

عایق های توپولوژیکی از ویژگی هدایت بدون تلفات در لبه ها هستند لایه های نازک اتمی تنگستن نیمه متال روزانه برق را در امتداد کانال های باریک و یک بعدی در لبه های کریستال از دست می دهند. بنابراین ماده یک عایق توپولوژیکی درجه دو است. با بدست آوردن اثبات تجربی این رفتار ، فیزیکدانان دانشگاه بازل مجموعه مواد نامزد برای ابررسانایی توپولوژیک را گسترش داده اند. یافته ها در مجله Nano Letters منتشر شده است.

دانشکده ها : عایقهای توپولوژیک یک حوزه کلیدی تحقیق را نشان می دهند زیرا به طور بالقوه می توانند به عنوان ابررسانا در الکترونیک آینده استفاده شوند. از این نوع مواد در داخل مانند عایق عمل می کنند ، در حالی که سطح آنها دارای خواص فلزی است و الکتریسیته را هدایت می کند. یک کریستال سه بعدی از یک مقره توپولوژیکی بنابراین برق را در سطح خود هدایت می کند ، در حالی که هیچ جریانی نمی تواند در داخل جریان داشته باشد. علاوه بر این ، به دلیل مکانیک کوانتوم ، رسانایی در سطح تقریباً بدون افت است – برق در مسافت های طولانی و بدون تولید گرما انجام می شود.

علاوه بر این مواد ، کلاس دیگری نیز وجود دارد که به عنوان second- شناخته می شود عایق های توپولوژیک را سفارش دهید. این کریستال های سه بعدی دارای کانال های رسانا و یک بعدی هستند که فقط در امتداد لبه های کریستال خاصی اجرا می شوند. این نوع مواد به ویژه برای برنامه های احتمالی در محاسبات کوانتومی بسیار مناسب هستند.

پیش بینی نظری

کارشناسان تصور می کنند که بیسموت نیمه فلزی برخی از خواص یک ماده توپولوژیک درجه دوم را به نمایش می گذارد. علاوه بر این ، محققان همچنین – از نظر تئوری – پیش بینی کرده اند که لایه های نازک اتمی نیمی از فلز دیگر ، تنگستن ditelluride (WTe ۲ ) ، مانند عایق های توپولوژیکی درجه دو رفتار خواهد کرد – به عبارت دیگر ، آنها در لبه ها الکتریسیته را از دست می دهند در حالی که بقیه لایه مانند یک عایق رفتار می کند. / p>

تیم تحت هدایت پروفسور کریستین شننبرگر از گروه فیزیک و انستیتوی علوم نانوی سوئیس در دانشگاه بازل اکنون بلورهای ریز تنگستن دی تالوراید را که از یک تا ۲۰ لایه تشکیل شده اند ، مورد تجزیه و تحلیل قرار داده اند. برای تعیین مشخصات الکتریکی ماده ، آنها قبل از اعمال میدان مغناطیسی ، تماس های ابررسانا را به آن متصل کردند. از آنجا که این ماده به اکسیداسیون حساس بود ، محققان در یک جعبه مخصوص با اکسیژن کم کار کردند و دی تالسترید تنگستن را با کریستال دیگری که در هوا پایدار بود ، پوشاندند.

نوسانات مشخصه

دانشمندان با تجزیه و تحلیل جریان فعلی درون بلور اصلی ، نوسانات بی شماری را که به تدریج در حال خراب شدن است ، شناسایی کردند. دکتر آرتم کنونوف ، اولین نویسنده مطالعه و یکی از همکاران جورج اچ. در گروه فیزیک “تنها توضیح ممکن برای نتایج ما این است که بخش بزرگی از جریان در امتداد لبه های باریک جریان می یابد.”

“کریستین شننبرگر” ، که در حال تحقیق ابررسانایی توپولوژیک در پشته هایی از مواد خاص دو بعدی به عنوان بخشی از یک پروژه ERC.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا