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특정 조건 하에서 Graphene의 가변 바디 Topological 절연체

최근 매사추세츠 공과 대학 (MIT) 웹 사이트에 따르면 학교 과학자들은 극단적 인 경우에 그래 핀이 위상 절연체의 고유 한 기능으로 변환 될 수 있으며 양자 컴퓨터 제조에 새로운 아이디어를 제공 할 것으로 기대한다고 밝혔다. 이 연구는 Nature 지에 이번 주에 게재됩니다.

연구진은 그라 핀 플레이크가 35 테슬라 자기장의 강도와 절대 영도보다 0.3 ℃ 높은 저온 환경에 배치된다는 것을 발견했다. 그래 핀의 전도성은 전자 스핀의 방향에 따라 전자를 필터링 할 수 있도록 변경 될 수 있습니다. 전자 스핀의 방향은 기존의 전자 시스템에서는 사용할 수 없습니다.

전형적인 조건 하에서, 그라 핀은 정상적인 도체처럼 행동하고 그 위에 전압을 가하고, 전류는 그것을 통과합니다. 그러나 그래파이트 조각이 수직 자기장에 놓여지면 그래 핀의 성질이 변하게됩니다. 전류는 그래 핀 조각의 가장자리를 따라 흐르고 나머지는 절연체가됩니다. 또한 전류는 자기장의 방향에 따라 한 방향으로 만 움직입니다. 이 현상을 양자 홀 효과라고합니다.

새로운 연구에서, 연구자들은 위의 경우 그래 핀의 위치에 강한 자기장을 추가하면 그래 핀의 특성이 다시 변할 것이라는 것을 발견했다. 전자는 여전히 그래 핀의 가장자리를 따라 만 작동하지만, 동작은 단방향에서 양방향으로 변경되고, 특정 방향은 전자 스핀의 상이한 방향에 의해 결정된다.

"우리는 특별한 특별한 지휘자를 만들었습니다."라고 MIT 물리학과 박사후 연구원이 말했다. 이것은 전자 스핀 방향에 따라 전자를 분리하는 토폴로지 절연체의 공통된 기능입니다. 그러나 그래 핀은 일반적인 의미에서 위상 절연체가 아닙니다. 우리는 다른 재료 시스템에서도 동일한 효과를 나타냅니다. 더 중요한 것은 자기장을 변경하여 언제든지 전자 작업의 방향, 전원 또는 상태를 제어하지 않을 수 있습니다. 이것은 이전에 달성되지 못한 회로와 트랜지스터로 만들 수 있음을 의미합니다. "

MIT의 부교수 인 Erero는 그라 핀의 특성에 대한 예측이 있었지만 아무도 그렇게하지 않았다고 말했다. 이 연구는 먼저 전자를 스핀하는 그라 핀의 선택성을 확인했으며, 그라 핀이 전자 동작의 방향과 전력의 상태를 제어 할 수 있는지 여부를 처음으로 입증했습니다. 이 실험은 성공하지 못했던 몇 몇 연구자들이 양자 컴퓨터를 만들 수있는 새로운 방법을 제공하기 위해 노력 해왔다.

이번 연구에 참여한 매사추세츠 공과 대학 (MIT)의 물리학 교수는 토폴로지 절연체 연구의 새로운 방향을 제시한다고 말했다. "우리는 그 결과가 무엇을 가져올 지 예측할 수는 없지만 우리의 생각을 넓히고 여러 장치를 제조 할 수있는 가능성을 제공한다"고 그는 말했다. "

말했다 : "극단적 인 저온 및 강한 자기 환경에 대한 필요 때문에 이러한 요구 사항을 달성하기 쉽지 않다, 그래서 양자 컴퓨터에 의해 생산 된 기술은 매우 전문적인 장비가 될 우선 순위가 높은 컴퓨팅을 위해 먼저 사용될 수 있습니다 작업. " 다음으로, 기술 임계 값을 낮추기 위해 낮은 자장 (1 테슬라)과 높은 온도에서 그래 핀의 성능을 테스트합니다.


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