Физики приблизились к созданию компьютеров принципиально нового типа

Интернациональная несколько физиков, а также ученые из МФТИ, сказала о проведении экспериментального изучения явления моттовского перехода, другими словами превращения определенных материалов из диэлектрика в проводник.

Физики приблизились к созданию компьютеров принципиально нового типа

Новая схема имела возможность бы заменить простые транзисторы
и наряду с этим появляться стремительнее и компактнее
Фото: Carol Gauthier/Shutterstock

Исследователи из Нидерландов, Англии, Италии, США и России совершили серию опытов с моттовскими изоляторами. В соответствии с зонной теории проводимости эти материалы должны быть проводниками электрического тока, но на практике они оказываются диэлектриками. В общем механизм, растолковывающий эту аномалию, физикам известен, но полной теории моттовских изоляторов до тех пор пока нет, и ученым до конца не светло, как такие материалы преобразовываются из изоляторов в проводники.

Многие эксперты уверены, что таковой эффект способен открыть путь к более стремительным компьютерам. Моттовский переход происходит под действием последовательности факторов, включающих магнитное поле, и за счет этого им возможно руководить извне, пропуская либо останавливая электрический ток в нужном месте. Такая схема имела возможность бы заменить простые транзисторы и наряду с этим появляться стремительнее и компактнее, но для ее реализации нужна созданная теория моттовского перехода.

В новом изучении физики применяли особую модель, которая разрешала изучать квантовые процессы в моттовском изоляторе при помощи так называемых магнитных вихрей. В данной модели в сверхпроводящего материала создается квантовый вихрь из электрического тока. Варьируя магнитное поле и температуру, возможно переводить пример из одного состояния в второе.

Для нового опыта ученые изготовили на кремниевой пластине квадратную матрицу из 300х300 ниобиевых «островков» диаметром около 220 нанометров и подвели к ней золотые и ниобиевые контакты. Пример изготовили стандартными способами фотолитографии и после этого поместили в криостат, охладив до 1,4 кельвина. Это ниже температуры перехода ниобия в сверхпроводящее состояние, исходя из этого ниобиевые «островки» стали сверхпроводниками, в них сформировались магнитные вихри, а потом исследователи проанализировали поведение совокупности в разных условиях.

Ученые измерили сопротивление примера и поняли, что эта величина изменяется нелинейно с ростом энергии магнитного поля. С теоретической точки зрения полученные результаты означают, что моттовский переход возможно представить как превращение вещества из жидкого состояния в газ, что открывает дополнительные возможности для анализа феномена с позиций термодинамики.

Статья принята к публикации в издании Science и дешева на портале arXiv.org, а коротко об изучении сообщается в пресс-релизе МФТИ.

Источник: chrdk.ru

Shape-shifting tech will change work as we know it | Sean Follmer


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: