Uudelleen konfiguroitavaa kvanttimateriaalia02.11.2026
Materiaalin rakenteen muuttaminen vaatii tyypillisesti vahvojen kemiallisten sidosten rikkomista ja niiden uudelleenkonfigurointia toisella tavalla, mikä on usein aikaa ja energiaa vievä prosessi, joka vaatii korkeaa painetta ja korkeaa lämpötilaa. ”Tavoitteenamme oli selvittää, voisimmeko löytää helpomman tavan muuttaa materiaalin rakennetta, joka olisi tehokkaampi ja jolla olisi myös teknologista hyötyä”, sanoo tutkimuksen vanhempi kirjoittaja Kenji Yasuda, joka teki tutkimuksen yhdessä johtavan kirjoittajan ja tohtoriopiskelijan Daniel Brandonin kanssa. Ryhmä päätti keskittyä kokoonpanoon, joka koostuu neljästä kerroksesta grafeenia. ”Havaitsimme, että jos keskityimme kerrosten välisiin paljon heikompiin sidoksiin, jotka tunnetaan van der Waalsin sidoksina, pystyimme muuttamaan kiderakennetta”, Yasuda sanoi. ”Jännitteen avulla pystyimme siirtämään kerrosten kohdistusta, mitä kutsutaan ’liukumiseksi’, mikä muutti grafeenikerrosten pinoamista.” Näiden kerrosten vakain ja yleisin kuvio eli Bernalin konfiguraatio vastasi ei-magneettista tilaa. Jännite muutti sen harvinaisempaan ja epävakaampaan kuvioon, romboedriseen konfiguraatioon – tilaan, joka yhdistetään magnetismiin, suprajohtavuuteen ja eksoottisiin kvantti-ilmiöihin. ”Yksi asia, joka tekee tästä liukuvasta tekniikasta mielenkiintoisen, on sen haihtumattomuus, mikä tarkoittaa, että atomien liukuminen ja fyysinen liikuttaminen luo luotettavan muistilähteen”, Brandon sanoi. ”Kun materiaali on tässä tilassa, se säilyy pitkään ja se voi vaihdella näiden kahden välillä melko johdonmukaisesti.” Tutkijoiden mukaan kyky muuttaa materiaalin rakennetta palautuvasti jännitteellä voisi tarjota uuden tavan suunnitella materiaaleja, joiden ominaisuuksia voidaan kirjoittaa uudelleen tarvittaessa. ”Tämä tarjoaa perustavanlaatuisen uuden tavan hallita ainetta”, Yasuda sanoi. ”Sähköisesti uudelleenkirjoittamalla rakenteen voimme mahdollisesti vaihtaa paitsi magnetismin myös suprajohtavuuden ja muita kvanttitiloja, mikä avaa tien uudelleenkonfiguroitaville kvanttimateriaaleille ja uusille haihtumattoman muistin muodoille.” Aiheesta aiemmin: Kvanttimateriaalista löytyy uusia elektronisia ominaisuuksia Jään ja veden kaltaisia tiloja erittäin ohuessa materiaalissa |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Materiaalin ominaisuudet eivät riipu ainoastaan siitä, mitä atomeja siinä on, vaan myös siitä, miten ne ovat järjestäytyneet. Esimerkiksi grafiitti ja timantti koostuvat samoista atomeista, mutta niiden fysikaaliset ominaisuudet – väri, lujuus, läpinäkyvyys, johtavuus – ovat hyvin erilaisia materiaalien atomien erilaisten elektronisten rakenteiden vuoksi.