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研究表明,稀有金属可能为未来的量子器件提供革命性的开关

本站发布时间:2023-11-21 13:15:56

量子科学家发现了一种罕见的现象,这种现象可以在绝缘体和超级导体之间产生“完美开关”量子器件

这项由布里斯托尔大学领导并发表在《科学》杂志上的研究发现了这两种相反的电子状态,即青铜,一种由原子的两个导电链组成的二维金属

材料中的微小变化,例如由高温或光线等所有刺激引起的变化,可能会触发从零导电的罗马绝缘状态到非导电或非导电极限的罗马绝缘的瞬间转变,反之亦然这种两极分化的多功能性,被称为“合并对称性”,有可能在未来技术发展的需要下提供灵活的开/关开关

布里斯托尔大学物理学教授LeadauthorNigelHussey说:“这是一个很好的发现,它可以为未来的量子设备提供一个有效的开关。

”13年前,当两名博士生XiaofengXuan和NickWakeham在我国开始了一段有意义的旅程,他们测量了铜的磁电阻——由磁场引起的电阻变化“.

在磁场的情况下,引入电流后,会产生与电流方向无关的电流。它的温度依赖性也非常复杂。在室温下,会产生金属电阻,但温度是通电的,这会反过来,材料看起来会变成绝缘体。然后,在低温下,会出现电流表。”在半导体中的传输尽管如此复杂,令人惊讶的是,麻药耐药性却被发现极其简单无论电流场的排列方向如何,它基本上都是相同的,并始终遵循从室温到超导转变温度的完美线性温度

Husseye教授解释道:“没有发现对未来七年内的行为、数据和出版的总体规划。他认为这是一项新的定量研究,认为本文并不缺乏统计。”

“如果磁响应中的简单性不同,那么它可能的解决方案只能通过偶然的遭遇来实现。”

2017年,Hussey教授在拉德布大学工作,并为物理学家PiotrChudzinskin博士做了一个关于铜的专题广告与此同时,很少有研究人员致力于研究一个鲜为人知的材料,因此他的兴趣被激发了

Hussey教授说:“在这些实验中,Chudzinskir提出,这种明显的上升可能是由于导电电子和被称为‘标记激子’的孤立的复合材料之间的干扰。我们在实验结束后进行了讨论,并与其他人提出了实验来验证这一理论。我们随后的测量基本上得到了证实。”

Hussey教授在获得这些数据的基础上,重新获得了XuandWakeham的磁阻数据,并向Chudzinski博士展示了这些数据数据的两个中心特征——与温度的接近性和与电流场的方向无关——引起了丘津斯基的兴趣,因为材料本身可以表现出绝缘和超导行为,这一事实与材料的生长无关

Chudzinskiw博士想知道,在完全转化为绝缘体的过程中,载流子和较早引入的激励器之间的相互作用是否会导致绝缘体在温度降低时被推向绝缘体和超导状态之间的边界从基础本身来看,系统成为有机绝缘体或超导体的可能性本质上是相同的

Hussey教授说:“这种物理对称性是一种不常见的变形状态,当温度降低时,在金属中发展这种对称性,那么‘合并对称性’将首先构成世界。”

物理学家们在单体非对称破缺方面表现出色:降低了对称扇形电子系统的冷却度水分子在精细结晶中的络合排列是对称性的一个例子但这种转化即使不是唯一的,也是极为罕见的回到水/冰的类比中,这是因为随着温度的升高,晶体“熔化”高度的复杂性再次出现在测量比重计中,并使水滴变得光滑

现为贝尔法斯特女王大学研究员的Chudzinski博士说:“想象一个巨大的、扭曲的图形从一个美丽的、完美的对称球体转变为一个完整的对称球体。这本质上是一个融合对称的职业。有问题的图形是用青铜制成的,而魔法本身就是模型。”

在拉德布大学工作的另一位博士生Maarten Berben研究了豆腐是否是热水,另外还有100个单晶,一些绝缘体和超导材料

Hussey教授补充道:“经过Maarten的巨大努力,这一储备已经完成,而且由于测量的结果,出现了非常不同的圆形状态。从长远来看,可能有可能在多个圆形的圆形电路中探索出这种‘发电机’的主开关,开关电阻的大小顺序发生了变化。”


来源:

Materials provided by
University of Bristol.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. P. Chudzinski, M. Berben, Xiaofeng Xu, N. Wakeham, B. Bernáth, C. Duffy, R. D. H. Hinlopen, Yu-Te Hsu, S. Wiedmann, P. Tinnemans, Rongying Jin, M. Greenblatt, N. E. Hussey.
    Emergent symmetry in a low-dimensional superconductor on the edge of Mottness. Science, 2023; 382 (6672): 792 DOI: 10.1126/science.abp8948

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