JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Japanilaisen korinpunonnan malli tunnetaan kagome-kuviona. Se on kiinnostanut fyysikoita vuosikymmeniä. Jos metalli tai muu johtava materiaali voitaisiin tehdä muistuttamaan kagomi-kuviota atomisella tasolla, niiden pitäisi teoriassa omata eksoottisia elektronisia ominaisuuksia.

MIT:n, Harvardin yliopiston ja Lawrence Berkeleyn laboratorion fyysikot esittävät tuottaneensa ensimmäistä kertaa kagomi-metallia. Se on rauta- ja tina-atomeista atomisella kerrostuksella tehty ja kagome-hilan toistuvaan kuvioon järjestetty sähköisesti johtava kide.

Kun rakenteen läpi ajettiin virtaa, havaittiin että atomien kolmiomainen järjestely aiheutti outoa kvanttimaista käyttäytymistä virrankulussa. Se ei kulkenut suoraan hilan läpin vaan elektronit taipuivat hilan sisällä taaksepäin.

Tämä käyttäytyminen on ns. Quantum Hall -vaikutuksen kolmiulotteinen serkku, jossa kaksiulotteisen materiaalin läpi kulkevat elektronit ovat kiraalisessa topologisessa tilassa. Siinä ne taipuvat tiiviisiin pyöreisiin reitteihin ja kulkevat reunoja pitkin menettämättä energiaa.

- Rakentamalla kagome-verkkoa raudasta, joka on luonnostaan magneettinen, tämä eksoottinen käyttäytyminen säilyy huoneenlämmössä ja korkeammallakin lämpötilalla, toteaa apulaisprofessori Joseph Checkelsky.

- Kiteiden varaukset eivät tunne vain näiden atomien magneettikenttiä, vaan myös puhtaasti kvanttimekaanista magneettista voimaa hilasta. Tämä voi johtaa tulevaisuuden materiaaleissa johtavuuteen, joka on samankaltainen kuin suprajohtavuus.

Fyysikot ovat vuosikymmeniä teoretisoineet, että elektroniset materiaalit voisivat tukea eksoottisia Quantum Hall -käyttäytymisiä niiden luontaisella magneettisilla ominaisuuksilla ja hilageometrialla.

Tutkijoiden mukaan tämän magneettisen materiaalin elektronit käyttäytyivät massiivisina Dirac-partikkeleina. Ilmiö on ennustettu jo kauan sitten, mutta sitä ei koskaan ole nähty näissä järjestelmissä.

- Tämän materiaalin ainutlaatuinen kyky kytkeä magnetismia ja topologiaa viittaa siihen, että ne saattavat synnyttää muitakin ilmiöitä. Seuraava tavoite on havaita ja manipuloida reunatiloja, jotka ovat seurausta näiden äskettäin löydettyjen kvanttielektronisten vaiheiden topologisesta luonteesta, toteavat tutkijat.

Jatkossa tiimi tutkii tapoja vakauttaa muita erittäin kaksiulotteisia kagome-hilarakenteita. Tällaisia materiaaleja, jos niitä voidaan syntetisoida, voitaisiin käyttää tutkittaessa paitsi suprajohteita mutta myös sovelluksina kvanttilaskentaan.

Veijo Hänninen
Nanobittejä 5.4.2018

 
 

LTE-mikroverkot tuovat yhteydet jopa kaivokseen

Erityisesti teollisuuden tarpeisiin sopivat LTE-mikroverkot ovat vähitellen siirtymässä pilottikohteista tuotantokäyttöön. Teknologia tarjoaa teollisuudelle uudenlaisia mahdollisuuksia, hyvää käytettävyyttä ja vahvaa tietoturvaa.

Lue lisää...

Moniydinsuorittimet tulevat lentokoneisiin

Ilmailun turvakriittisissä ohjausjärjestelmissä on aiemmin pitäydytty perinteisiin yhden ytimen prosessoriratkaisuihin. Nyt ilmailualallakin aletaan yleistä kehitystä seuraten siirtyä moniytimisiin suoritinarkkitehtuureihin.

Lue lisää...
 
ETN_fi Älä käytä verkkopankkia julkisilla laitteilla tai wifillä! https://t.co/oghm4QvzPj
ETN_fi Tämän takia Linux ei valtaa työpöytiä https://t.co/GmLMkZ7C1q
ETN_fi The 1st ever ETNdigi is out! Ensimmäinen ETNdigi ilmestyi – lue vankka paketti IoT-tekniikasta https://t.co/AeNPCRgufC
ETN_fi What is Mindsphere IoT by Siemens?. Ilmari Veijola explains at ECF2018. https://t.co/PczsxwpCO4 @SiemensSuomi @ETN_fi
ETN_fi You dont need code to create an Android app. It can be done on Simulink and MATLAB models. See Antti Löytynoja at E… https://t.co/VJzXEfJoOM
 
 

ny template