Kvanttivaikutus voisi tuottaa virtaa pienlaitteille27.02.2026
Kansainvälinen tiimi, jota johtivat professori Dongchen Qi Queensland University of Technologyn (QUT) kemian ja fysiikan laitokselta ja professori Xiao Renshaw Wang Nanyangin teknillisestä yliopistosta Singaporesta, tutki niin kutsutun epälineaarisen Hall-ilmiön (NLHE) mekanismia. Toisin kuin klassinen Hall-ilmiö, tämä kvanttiversio mahdollistaa vaihtuvien sähköisten signaalien, kuten langattomissa tai ympäristön energialähteissä esiintyvien, muuntamisen suoraan käyttökelpoiseksi tasavirraksi ilman perinteisiä diodeja tai tilaa vieviä komponentteja. ”NLHE on hienostunut kvantti-ilmiö tiiviin aineen fysiikassa, jossa syntyy kohtisuora jännite vaihtovirtaan nähden, jopa ilman magneettikenttää”, professori Qi sanoi. ”Tämän vaikutuksen avulla voimme muuntaa vaihtovirtasignaaleja suoraan tasavirraksi, jota tarvitaan elektronisten laitteiden virransyöttöön. Periaatteessa se tarkoittaa antureita tai siruja, jotka voisivat toimia ilman paristoja ja ottaa energiaa ympäristöstään.” Tiimi tutki vismuttitelluridia, korkealaatuista topologista materiaalia, joka tunnetaan epätavallisista sähköisistä ominaisuuksistaan, ja havaitsi, että NLHE pysyy vakaana huoneenlämpötilaan asti. Lämpötilan havaittiin myös säätelevän syntyvän jännitteen suuntaa ja voimakkuutta. Alhaisissa lämpötiloissa materiaalin pienet epätäydellisyydet hallitsivat käyttäytymistä. Materiaalin lämmetessä kidehilan luonnolliset värähtelyt ottivat vallan, mikä aiheutti sähköisen signaalin suunnan kääntymisen. "Kun ymmärrät, mitä materiaalin sisällä tapahtuu, voit suunnitella rakenteita hyödyntämään sitä", professori Qi sanoi. ”Silloin kvanttiefektit lakkaavat olemasta abstrakteja ja niistä alkaa tulla hyödyllisiä – ne tukevat tulevaisuuden sovelluksia aina omavoimaisista antureista ja puettavasta teknologiasta aina seuraavan sukupolven langattomien verkkojen ultranopeisiin komponentteihin.” Aiheesta aiemmin: Anomaalinen Hall-ilmiön ei-magneettisessa materiaalissa Huonelämpötilainen Hall-ilmiö ilman magneettikenttää Yksisuuntainen radiotie synteettisellä Hall-efektillä |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Uusi tutkimus on paljastanut, kuinka lupaavan kvanttimateriaalin pieniä epätäydellisyyksiä ja värähtelyjä voitaisiin käyttää epätavallisen kvantti-ilmiön hallitsemiseen, mikä avaisi uusia mahdollisuuksia pienemmille, nopeammille ja tehokkaammille pienenergian keruulaitteille.