Sähköisesti kytkettävää kidesymmetriaa ja suprajohtavuutta

(2.2.2023) Cornellin yliopiston johtama yhteistyö on ensimmäistä kertaa käyttänyt jännitettä materiaalin kidesymmetrian kytkemiseen päälle ja pois.

Tempun avulla voidaan säädellä tutkitun yhdistemateriaalin elektronisia, optisia ja muita ominaisuuksia, joten löydöllä voi olla syvällinen vaikutus vaikkapa tulevaisuuden muistien ja logiikkapiirien rakenteissa.

Teknisesti temppu on mahdollista hyödyntämällä kahden materiaalin kerroksiin: ferrosähköisen vismuttiferriitin ja ei-ferrosähköisen terbiumskandaatin atomijärjestelyjen välistä kilpailua.

”Teemme näistä materiaaleista vain muutaman atomin kerroksen paksuisia, jotta niillä voi olla suurikin vaikutus toisiinsa. Kun kumpikaan kerros ei yksinään hallitse ja toisaalta kärsii merkittävästä häiriövaikutuksista toisesta materiaalista, voi tapahtua mielenkiintoisia asioita, " kertoo teollisen kemian professori Darell Schlom.

Kokeiden ja teoriakehittelyn kautta selvisi kuinka yhdistelmän inversiosymmetria kytketään sähköisesti päälle ja pois.

”Yleensä symmetria vaikuttaa ominaisuuksiin. Joten symmetrian hallitseminen sähkökentällä on todella tehokasta", Schlom sanoi. "Se voisi vaikuttaa pienemmän tehonkäytön mikroelektroniikkaan logiikan ja muistin parissa, koska ilmiö on haihtumaton."

Tähän asti jännite on lähes aina rikkonut tai poistanut symmetrian. Tutkijat sanovat, että on ennennäkemätöntä löytää järjestelmä, joka voi myös kytkeä sen päälle tai palauttaa sen.

MIT:n fyysikot ovat puolestaan tuoneet esiin uuden ja eksoottisen ominaisuuden taikakulmagrafeenissa: suprajohtavuuden, joka voidaan kytkeä päälle ja pois vain sähköpulssia käyttäen.

Löytö voi johtaa neuromorfisiin laitteisiin soveltuviin ultranopeisiin, energiatehokkaisiin suprajohtaviin transistoreihin.

Jo aikoinaan tukijat osoittivat, että taikakulmagrafeenin suprajohtavuus voidaan kytkeä päälle ja pitää päällä vain lyhyellä pulssilla jatkuvan sähkökentän sijaan. Sittemmin havaittiin, että maagisen kulman grafeeni voidaan pakottaa ferromagneettiseen tilaan.

Nyt MIT: tutkijat havaitsivat, että boorinitridikerroksella tehostetun taikakulman grafeenilla voi olla ferromagneettisia ominaisuuksia tavalla, joka voidaan virittää päälle ja pois ja että suprajohtava tila säilyi vaikka ohjausjännite poistettiin.

Toistaiseksi ryhmä näkee uuden suprajohtavan kytkimen yhtenä uutena työkaluna, jota tutkijat voivat harkita kehittäessään materiaaleja nopeampaan, pienempään ja energiatehokkaampaan elektroniikkaan.

Aiheista aiemmin:

Kohti pikofotoniikkaa

Magneettisia yllätyksiä grafeeneissa

Vaihtoehtona neuroverkot

Tietotekniikan piiriteknisten rajojen häämöttäessä on etsitty uusia tapoja toteuttaa laskentaa.

Kvanttitietotekniikka ja fotoninen laskenta ovat vielä enemmän tutkimusvaiheessa. Sen sijaan aivoja matkiva laskentatapa on toiminut jo jonkin aikaa tehokkaana uutena vaihtoehtona kertoo uusi katsausartikkeli.


Aiemmat uutiset

Pystysuuntainen sähkökemiallinen transistori (01.02.2023)
Poikkitieteellinen Northwestern Universityn tutkimusryhmä on kehittänyt vallankumouksellisen transistorin, jonka odotetaan olevan ihanteellinen kevyeen, joustavaan..

Matematiikkaa valon nopeudella (31.01.2023)
AMOLFin, Pennsylvanian yliopiston ja City University of New Yorkin (CUNY) tutkijat ovat luoneet nanorakenteisen pinnan, joka pystyy ratkaisemaan yhtälöitä valon..

Monikäyttöinen kaksiulotteinen (30.01.2023)
Drexelin yliopistossa aikoinaan kehitetyille kaksiulotteiselle MXene- materiaaleille on kehitetty yhä uusia käyttötapoja. Työryhmä, jota johti PhD Yury Gogots,..

Aaltoputkia ilmaan ja salamalle (28.01.2023)
Perinteiset aaltoputket, kuten optiset kuidut voivat kuljettaa valoa yli 100 kilometriä, mutta tutkijat ovat kehitelleet myös tavan tehdä optisia aaltoputkia suoraan..

Edistystä suprajohteisissa kubiteissa (27.01.2023)
Suprajohtavat piirit ovat lupaava vaihtoehto kvanttitietokoneiden kubittien toteuttamiseksi. Vaikeutena on kuitenkin tuottaa tarpeeksi pieniä kubitteja, jotka voidaan..