Графен станет основой квантовых компьютеров

Открыто еще одно неожиданное свойство чудо-материала графена – он демонстрирует дробный квантовый эффект Холла (FQHE), который отличен от наблюдаемого в традиционных материалах. Открытие является важным для изучения корреляции между релятивистскими частицами и может даже помочь в разработке квантовых компьютеров в будущем.

FQHE встречается, когда заряженные частицы, к примеру электроны, ограничены двумерной плоскостью и подвергаются воздействию перпендикулярного магнитного поля. Если ток течет в направлении оси Х, то в направлении оси Y возникает напряжение. При очень низких температурах это напряжение квантуется с отчетливым шагом.

В графене, в отличие от других материалов, квазичастицы–носители заряда имеют крайне высокую подвижность и ведут себя подобно безмассовым релятивистским частицам. Исследователи уже показали, что релятивистские носители заряда в графене сильно взаимодействуют друг с другом и что это может проявляться как FQHE.

Теперь Амир Якоби (Amir Yacoby) с коллегами из Гарвардского университета и Института физики твердого тела Макса Планка показали, что FQHE в графене отличается от такового в других материалах.

Исследователи получили свои результаты с помощью сканирующего микроскопа с одноэлектронным транзистором (SET), зондируя образцы графена с приложенным магнитным полем. SET является специальным типом локального бесконтактного зонда. Он измеряет наличие энергетических щелей в электронном спектре материалов с чувствительностью, которую не могут обеспечить другие методы.

Более детально об этой разработке читайте в блоге Леонила Бараша.