`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Ученые могут управлять спином электрона на поверхности топологических диэлектриков

+11
голос

Топологические диэлектрики, которые изучаются на протяжении нескольких последних лет, обладают рядом интересных свойств. Как обнаружили ученые Массачусетского технологического института, они позволяют собирать данные о спинах электронов, перемещающихся по поверхности материала, и управлять движением электронов с помощью поляризованного света. Материалы этого типа открывают возможность создания новых устройств спинтроники — это новое направление в микроэлектронике базируется на использовании такой квантово-механической характеристики электронов, как спин.

Топологические диэлектрики — материалы с парадоксальными свойствами. Их внутренняя часть ведет себя как обычный диэлектрик (кварц или стекло) и блокирует ток, а поверхность является хорошим проводником. Понимание свойств материала основывается на анализе поведения электронов в нем (их энергии, моментов, спина). Именно набор этих параметров очень трудно измерить. Обычно для этой цели материал облучается лучом света, который возбуждает электроны. Дело в том, указывает руководитель исследовательской группы адъюнкт-профессор Ну Гедик (Nuh Gedik), что данные показатели снимаются для одной определенной точки. Чтобы получить полную картину, необходимо провести серию измерений, понемногу вращая образец, и этот процесс довольно длительный.

Ученые предложили метод, который дает одновременно показатели энергии, момента и спина электрона, для чего использовали короткий импульс поляризованного по кругу лазерного луча, время блуждания которого можно точно измерить. Этот метод позволил проследить связь между спином и движением электронов в разных направлениях. Оказалось, что при движении электронов с большой скоростью их спин не перпендикулярен направлению движения, а имеет некоторый наклон, который искажает ожидаемую ориентацию. Еще одно необычное свойство при движении электронов по поверхности (в отличие от обычных металлических проводников) состоит в том, что включения слабо влияют на проводимость. Результаты работы опубликованы в Physical Review Letters.

Во второй статье, опубликованной в Nature Nanotechnology, группа исследователей под руководством проф. Ну Гедика описала метод управления потоком электронов по поверхности топологического диэлектрика. Для этого применяется луч поляризованного по кругу лазера, а принцип действия основан на том, что спины электронов почти перпендикулярны направлению потока. Направленный поляризованный луч позволяет убрать часть электронов, которые движутся в одном направлении.

Ученые научились управлять спином электрона на поверхности топологических диэлектриков

На диаграмме показано, как использовать лазер для управления электротоком в новом материале. Электроны (синие сферы) перемещаются как по автостраде, в двух направлениях, оси спинов располагаются под разными углами по отношению к направлению движения. Поляризованный по кругу лазерный луч (слева) воздействует только на электроны, движущиеся в одном направлении, и убирают их из потока


Вы можете подписаться на наш Telegram-канал для получения наиболее интересной информации

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Slack подает жалобу на Microsoft и требует антимонопольного расследования от ЕС

 
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT