محققان پیت در حال توسعه دوره اسلالوم در مقیاس نانو برای الکترون ها هستند


تصویر: تصویری از نانوسیم های مارپیچ طرح دار که از آلومینات لانتانیم و تیتانات استرانسیم ایجاد شده اند. حرکت به صورت پهلو به کنار الکترونها هنگام حرکت ، خصوصیات اضافی را به آنها می دهد … بیشتر

اعتبار: جرمی لوی

پیتسبورگ – یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی اساتید گروه فیزیک و نجوم یک مسیر مار برای الکترونها ایجاد کرده و آنها را با ویژگی های جدید پر می کند که می تواند در دستگاه های کوانتومی آینده مفید باشد.

جرمی لووی ، استاد برجسته فیزیک ماده متراکم و پاتریک اروین ، استاد تحقیق ، مقاله مشترک “مهندسی فعل و انفعالات مدار چرخشی در LaAlO3 / SrTiO3 1D موجبرهای الکترونیکی مارپیچ” را که در پیشرفت علمی در تاریخ 25 نوامبر.

لوی توضیح می دهد: “ما در حال حاضر می دانیم كه چگونه الکترونها را به صورت بالستیك از طریق نانوسیم های یك بعدی ساخته شده از این مواد اکسید پرتاب كنیم.” “آنچه در اینجا متفاوت است این است که ما محیط الکترونها را تغییر داده ایم و آنها را مجبور می کنیم که هنگام حرکت به سمت چپ و راست ببافند. این حرکت خصوصیات الکترون را تغییر داده و باعث بروز رفتارهای جدید می شود.”

این کار توسط یک مدرک دکترا به تازگی اعطا شده ، دکتر مگان بریگمن ، که پایان نامه او به توسعه بستر “شبیه سازی کوانتوم” در یک بعد اختصاص داشت ، هدایت می شود. بریگمن همچنین نویسنده اصلی یک اثر مرتبط است که در اوایل سال جاری منتشر شد علوم پایه، جایی که یک خانواده جدید از فازهای الکترون کشف شد ، که در آن الکترون ها در یک بسته از 2 ، 3 و بیشتر حرکت می کنند.

الکترون ها وقتی مجبور می شوند در یک خط مستقیم (مثلاً در یک بعد) وجود داشته باشند ، رفتار بسیار متفاوتی دارند. به عنوان مثال شناخته شده است که اجزای چرخش و بار الکترون می توانند از طریق یک سیم 1D جدا شده و با سرعت های مختلف حرکت کنند. این تأثیرات عجیب و غریب برای توسعه فن آوری های پیشرفته کوانتومی بسیار جذاب و مهم است همانند رایانه های کوانتومی. حرکت مستقیم خط فقط یکی از امکاناتی است که می توان با استفاده از این روش شبیه سازی کوانتومی ایجاد کرد. این نشریه اثرات درهم آمیختن الکترون ها هنگام حرکت به سمت یک مسیر خطی را بررسی می کند.

یک پیشنهاد اخیر برای محاسبات کوانتومی محافظت شده از نظر توپولوژیکی از مزایای به اصطلاح “فرمیونهای ماجورانا” بهره می برد ، ذراتی که می توانند در هادیهای کوانتومی 1 بعدی وجود داشته باشند در صورت وجود اجزای تشکیل دهنده خاص. به نظر می رسد که سیستم LaAlO3 / SrTiO3 بیشترین و نه همه تعاملات لازم را دارد. آنچه از دست رفته است ، “تعامل مدار چرخشی” به اندازه کافی قوی است که می تواند شرایط را برای فرمیونهای ماجورانا ایجاد کند. یکی از یافته های اصلی آخرین کار لوی این است که فعل و انفعالات چرخش در مدار می تواند از طریق حرکت مار که الکترونها مجبور به ایجاد آن هستند ، انجام شود.

علاوه بر شناسایی اتصالات مهندسی جدید با چرخش چرخشی ، تکرار دوره ای مسیر مارپیچ راه های جدیدی را برای تعامل الکترون ها با یکدیگر ایجاد می کند. نتیجه آزمایشی این امر وجود رسانایی کسری است که از آنچه برای الکترونهای منفرد انتظار می رود منحرف می شود.

این مسیرهای اسلالوم با استفاده از یک تکنیک طراحی در مقیاس نانو شبیه به اسباب بازی Etch A Sketch ، اما با اندازه نقطه که تریلیون برابر مساحت آن ایجاد شده است ، ایجاد شده اند. این مسیرها می توانند بارها و بارها ترسیم و حذف شوند و هر بار نوع جدیدی از مسیر عبور الکترون ایجاد شود. این رویکرد می تواند به عنوان روشی برای ایجاد مواد کوانتومی با خواص قابل برنامه ریزی مجدد تلقی شود. دانشمندان مواد مواد را به روشی مشابه سنتز می کنند و اتم ها را از جدول تناوبی می کشند و آنها را مجبور می کنند تا در آرایه های دوره ای مرتب شوند. در اینجا شبکه مصنوعی است – حرکت زیگزاگی در ده نانومتر فضا انجام می شود ، نه در فاصله اتمی زیر نانومتر.

لوی ، که مدیر موسسه کوانتوم پیتسبورگ نیز است ، گفت که این کار به یکی از اهداف اصلی انقلاب کوانتوم دوم کمک می کند ، یعنی کاوش ، درک و استفاده از ماهیت کامل ماده کوانتومی. درک بهتر و توانایی شبیه سازی رفتار طیف گسترده ای از مواد کوانتومی پیامدهای گسترده ای خواهد داشت. وی گفت: “این مطالعه بخشی از تلاش گسترده تر در اینجا در پیتسبورگ برای توسعه علوم و فن آوری های جدید مربوط به انقلاب كوانتوم دوم است.”

###

علاوه بر لوی ، ایروین و بریگمن ، اعضای تیم تحقیقاتی پیت شامل جیانان لی و منگچن هوانگ فارغ التحصیلان فیزیک و نجوم هستند. از دیگر اعضای تیم می توان به هیونگ وو لی ، هم اکنون در دانشگاه ملی پوسان در کره جنوبی ، و یونگ وو لی ، کی تائه ایوم و چانگ-بئوم ایوم از دانشگاه ویسکانسین-مدیسون اشاره کرد.

برای اطلاعات بیشتر فیلم 11 Levels: Serpentine Electron Waveguides را مشاهده کنید:
https: //یوتوبودن /aqeNbWZvIzk

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.


منبع: kolah-news.ir

دسته‌بندی نشده

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*