Новости

Jun 23, 2023

Исследователи из Корнелла визуализировали поток электронов в квантовом аномальном изоляторе Холла

Исследователи из Корнелла использовали магнитную визуализацию, чтобы непосредственно визуализировать, как электроны текут в квантово-аномальном изоляторе Холла (QAH). Их выводы бросают вызов давнему предположению, что

Исследователи из Корнелла использовали магнитную визуализацию, чтобы напрямую визуализировать, как электроны текут в квантово-аномальном изоляторе Холла (QAH). Их результаты бросают вызов давнему предположению о том, что транспортный ток движется по краям материала, показывая, что на самом деле он происходит внутри. Это открытие дает новое представление о поведении электронов в QAH-изоляторах и решает давнюю дискуссию о протекании тока в квантовых изоляторах Холла в более общем плане. Результаты помогут в разработке топологических материалов для квантовых устройств следующего поколения.

Исследователи использовали сверхпроводящее устройство квантовой интерференции (СКВИД) для сканирования образца легированного хромом теллурида висмута и сурьмы, известного изолятора QAH. СКВИД — чрезвычайно чувствительный датчик магнитного поля, который может работать при низких температурах. Отображая потоки тока и реконструируя плотность тока, исследователи смогли наблюдать электроны, текущие в объеме материала, вопреки предыдущим предположениям.

Квантовый эффект Холла, впервые обнаруженный в 1980 году, возникает, когда к определенному материалу прикладывается магнитное поле, заставляющее его становиться изолятором в объеме, позволяя электрическому току течь в одном направлении вдоль внешнего края. Изоляторы QAH достигают того же эффекта за счет намагничивания. Понимание тонкостей протекания тока в этих материалах важно для создания более сложных устройств.

Исследователи надеются, что их работа возобновит дебаты вокруг понимания топологических материалов и вдохновит на дальнейшие исследования в этой области. Они подчеркивают важность понимания того, как течет ток, чтобы полностью понять свойства и потенциальное применение топологических материалов.