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

 
 

Tämän takia Huaweita pelätään

Maailmalla on käynnissä omituinen sota, jossa yhä useammat maat kieltävät kiinalaisten laitevalmistajien laitteiden käytön tulevissa 5G-verkoissa. Mutta miksi amerikkalaiset pelkäävät Huaweita? MIT Technology Review -lehti listaa kuusi syytä.

Lue lisää...

Roima parannus IoT-verkkojen tietoturvaan

Langattomia IoT-laitteita pidetään merkittävänä uhkana teollisuuden tietoverkkojen turvallisuudelle. Tietoturvassa voidaan kuitenkin päästä roimasti paremmalle tasolle soveltamalla TLS-suojausmenettelyn virtaviivaistettua johdannaista, jonka avulla ei-IP-pohjaiset IoT-solmut voidaan turvallisesti liittää IP-pohjaisiin verkkoihin. Vahva tietoturva voidaan näin kattaa koko verkkojärjestelmän päästä päähän.

Lue lisää...
 
ETN_fi Digi-Key arpoi Electronicassa Chevy Camaro V8 -avoauton. Voittajaksi valikoitui regensburgilainen opiskelija Marco.… https://t.co/3P0cNN5wfZ
ETN_fi ams:n 3D-kasvontunnistus tulossa Snapdragonille: ams and Qualcomm Technologies to focus engineering strengths on ac… https://t.co/XpYvAvGEp1
ETN_fi Disobey-hakkeritapahtuma tammikuussa neljättä kertaa Helsingissä https://t.co/pBdYFx7jUr @Disobey_fi
ETN_fi Viranomaisverkko Virveen tulee mobiililaajakaista ensi vuonna. Kumppanioperaattorikin selviää kilpailutuksessa v. 2… https://t.co/TtNorpIQy2
ETN_fi Ensimmäinen AVR-pohjainen Arduino-kortti. Lisätietoja Mouserilta. https://t.co/7yazvkOkV1
 
 

ny template