Materiaali voi tehdä siirtymän kvanttitilojen välillä15.04.2026
Löydöllä voisi olla sovelluksia nopeissa transistoreissa, adaptiivisissa antureissa ja muissa laitteissa, jotka vaativat materiaalin elektronisen rakenteen ohjaamista lennossa. Yhdiste, K x Ni 4 S 2 (0 ≤ x ≤ 1), sisältää nikkeliä ja rikkiä kaliumkerrosten välissä. Nimessä oleva merkintä "(0 ≤ x ≤ 1)" tarkoittaa, että kaliumin määrä materiaalissa voi vaihdella kaliumin puutteesta täyteen kaliumatomiin näytteestä riippuen. Kun tutkittiin kerrostetun materiaalin ominaisuuksia, tieteilijät törmäsivät merkittävään ominaisuuteen: sähkövirran kohdistaminen saattoi työntää kaliumkerrokset ulos, jolloin voileipä romahti ja materiaalin rakenne muuttui. Tämä palautuva toiminta mahdollistaa kahdenlaisten kvanttiominaisuuksien isännöinnin samassa materiaalissa: Dirac-kartioiden ja litteiden kaistojen järjestelmän. ”Voit säätää, kuinka paljon kaliumia materiaalista tulee ulos, täydestä tyhjään ja kaikkeen siltä väliltä. Tämä tarkoittaa, että voit vaihtaa kvanttitilasta toiseen, kaikki saman materiaalin sisällä”, sanoi tutkimusta johtanut Mercouri Kanatzidis, Northwestern Universityn professori. ”En voi nimetä toista materiaalia, joka pystyisi tähän – jos sellainen on olemassa, se ei ole hyvin tunnettu.” Dirac-kartiot ja litteät kaistat voivat toimia liikenteenohjaimina elektroneille, jotka ovat negatiivisesti varautuneita subatomisia hiukkasia. Dirac-kartion elektronit ilmenevät kevyinä ja voivat liikkua erittäin nopeasti mutta litteässä kaistassa samat elektronit ilmenevät massiivisina ja hidastuvat. ”Tämän materiaalin suuri nikkelipitoisuus tarkoittaa, että nikkeliatomien on oltava vuorovaikutuksessa ja sitouduttava toisiinsa, ja uskomme, että juuri tämä johtaa sen mielenkiintoisiin ominaisuuksiin”, Kanatzidis sanoi. ”Ymmärrämme paljon paremmin, mikä tämän tyyppisen yhdisteen synnyttää, ja nyt haluamme yleistää synteesimenetelmäämme löytääksemme lisää samanlaisia materiaaleja.” Aiheesta aiemmin: Maailman ohuin puolijohdeliitos kvanttimateriaalin sisällä Spinin kytkentää kvanttimateriaalissa huonelämpötilassa Nanomaailman kvanttiominaisuuksia |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Argonnen kansallisen laboratorion johtama tiedemiesryhmä on tunnistanut harvinaisen, kytkettävän kvanttiominaisuuden uudentyyppisessä nikkelisulfidimateriaalissa.