انقلابی در الکترونیک با ساختار هیبریدی نوین

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری یورنا؛ محققان دانشگاه موناش استرالیا با ایجاد یک ساختار هیبریدی جدید متشکل از یک لایه نازک از عایق ویژه بین دو لایه مغناطیسی، موفق به تولید انزوای ناهنجار کوانتومی هال شدند. این توسعه به معنای افزایش قابل توجه کارایی و پتانسیل برای توسعه الکترونیک فوق کارآمد و فناوری های جدید انرژی خورشیدی است.

به گفته این تیم تحقیقاتی، این ساختار متشکل از یک عایق توپولوژیکی بسیار نازک که بین دو عایق مغناطیسی دوبعدی قرار گرفته است، به یک عایق کوانتومی ناهنجار هال با شکاف باند وسیع تبدیل می‌شود. این پیشرفت به ویژه در زمینه الکترونیک کم مصرف و تولید فتوولتائیک توپولوژیکی مورد توجه قرار گرفته است.

اثر هال کوانتومی غیرعادی

در این ساختار ابداعی، ماده مغناطیسی به عنوان نانوا عمل می کند و عایق توپولوژیکی به دلیل خواص توپولوژیکی خاص خود در مرکز آن قرار می گیرد. این ترکیب باعث ایجاد عایق های هال غیرعادی کوانتومی و سایر حالت های کوانتومی ویژه می شود که به جریان بدون تلفات اجازه می دهد تا در امتداد لبه های کوانتومی جریان یابد.

سیستم های جدید برای الکترونیک آینده

این تحقیق نشان می دهد که یک ساختار ساندویچی متشکل از دو لایه منفرد MnBi2Te4 (یک عایق مغناطیسی دو بعدی) در دو طرف یک عایق توپولوژیکی فوق نازک Bi2Te3 می تواند منجر به تولید یک فاز عایق کوانتومی Hall غیرعادی با فاصله باند بالاتر از 25 شود. MeV.

این تیم تحقیقاتی ساختار الکترونیکی این عایق جدید را با استفاده از طیف‌سنجی فوتوالکترون مطالعه کردند. نتایج حاکی از وجود فرمیون های دیراک در ساختار جدید و باند گپ 75 مگا ولت است که بر اساس بررسی ها به دست آمده است.

بر اساس این تحقیق، عایق های مغناطیسی دوبعدی می توانند نظم مغناطیسی را در عایق های توپولوژیکی فوق نازک القاء کنند و یک شکاف مغناطیسی بزرگ ایجاد کرده و ساختار را به یک عایق هال ناهنجار کوانتومی تبدیل کنند.

محققان بر این باورند که این فناوری می تواند راه جدیدی برای توسعه نسل بعدی سیستم های الکترونیکی و فتوولتائیک ارائه دهد.

آینده فناوری های کوانتومی

این تحقیق به دلیل قابلیت بهبود سیستم های الکترونیکی و کاهش اتلاف انرژی می تواند منجر به توسعه فناوری های جدید در الکترونیک و انرژی های تجدیدپذیر شود. محققان انتظار دارند که این پیشرفت ها به تجاری سازی و توسعه رایانه های کوانتومی در آینده نزدیک کمک کند.

انتهای پیام/