ТАСС, 13 мая. Швейцарские и немецкие физики разработали квантовый материал на базе сплава висмута, сурьмы и теллура, который проводит ток в одну сторону, но препятствует его движению в обратном направлении. Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology. О результатах в пятницу сообщила пресс-служба Базельского университета.
«Нам не только удалось открыть уникальный и хорошо заметный квантовый эффект, но и при этом понять, как именно он работает. Похоже, что теперь мы обладаем достаточно хорошими представлениями обо всех ключевых свойствах топологических изоляторов для того, чтобы приступить к разработке топологических квантовых битов», — заявила профессор Базельского университета (Швейцария) Елена Клиновая.
Последнее время физики активно изучают свойства топологических изоляторов, относительно нового класса материалов, которые проводят электрический ток только на поверхности, а внутри остаются диэлектриками-изоляторами или полупроводниками. Вещества привлекают исследователей тем, что электроны в поверхностном слое ведут себя чрезвычайно стабильно. Поэтому их используют как «хранилище» информации в квантовых компьютерах.
Квантовый диод
Клиновая и ее коллеги открыли новый класс топологических изоляторов, которые проводят ток только в одном направлении.Материал создали благодаря магнетохиральной анизотропии: особый характер распределения носителей электрического заряда внутри проводника или изолирующего материала, в результате которого ток движется в одну или другую сторону с разным сопротивлением при приложении внешнего магнитного поля.
В прошлом, по словам физиков, их коллегам удавалось создавать материалы на базе углеродных нанотрубок и теллурида циркония, которые проводили ток в одном направлении примерно в сто раз лучше, чем в другом. Этого было недостаточно, чтобы заменить обычные диоды в прикладных задачах. В новых нанопроводах на базе сплава висмута, сурьмы и теллура ток проходил примерно в 100 тыс раз лучше, чем в противоположную сторону, даже при высокой температуре (но для этого надо сильно уменьшить сам провод).
По мнению исследователей, квантовые провода можно использовать как для создания классической электроники, так и для разработки квантовых битов.