ACER_05 ACER_05 ACER_05 Advertisement

MATBG: „Zázračný“ materiál na všestranné elektronické zariadenia

7

V roku 2018 vedci z MIT dospeli k zaujímavému objavu. Zistili, že keď na seba položia mierne šikmo dve vrstvy uhlíka s hrúbkou jedného atómu, pričom vrchnú vrstvu pootočia o „magický uhol“ 1,1 stupňa, dvojvrstvová štruktúra sa môže zmeniť z elektrického izolátora na supravodič. Tím bol v zásade schopný prepnúť grafén do úplne iných stavov zmenou napätia. 

Tento „zázračný“ materiál, označovaný MATBG (magic-angle twisted bilayer graphene) vyvolal intenzívny záujem výskumnej komunity, dokonca inšpiroval nový vedný odbor, známy ako twistronika. Teraz vedci vytvorili z tohto materiálu tri užitočné elektronické zariadenia. O svojich výsledkoch informujú v časopise Nature Nanotechnology. V roku 2018 tím zmenil napätie dodávané do „zázračného“ materiálu pomocou jednej elektródy alebo kovového hradla.

SWAN_042021

V súčasnej práci „sme zaviedli viac brán na podrobenie rôznych oblastí materiálu rôznym elektrickým poliam“, hovorí Daniel Rodan-Legrain, postgraduálny študent fyziky a hlavný autor príspevku Nature Nanotechnology. Tím bol tak schopný vyladiť rôzne sekcie toho istého materiálu do množstva elektronických stavov v rozmedzí od supravodivých po izolačné. Potom použitím brán v rôznych konfiguráciách dokázali reprodukovať všetky časti elektronického obvodu, ktoré by sa bežne vytvorili z úplne iných materiálov.

Výskumníci napokon použili tento prístup na vytvorenie troch rôznych fungujúcich kvantových elektronických zariadení. Medzi tieto zariadenia patrí Josephsonov spoj alebo supravodivý spínač. Josephsonove spoje sú stavebnými kameňmi kvantových bitov alebo qubitov v supravodivých kvantových počítačoch. Majú však aj množstvo ďalších aplikácií, môžu byť napríklad zabudované do zariadení, ktoré umožňujú veľmi presné meranie magnetických polí.

Tím vytvoril aj dve súvisiace zariadenia: spektroskopické tunelovacie zariadenie a jednoelektrónový tranzistor, veľmi citlivé zariadenie na riadenie elektrického prúdu, a to doslova po jednom elektróne. Prvé z nich je kľúčom k štúdiu supravodivosti, zatiaľ čo druhé má rôzne aplikácie, čiastočne pre svoju extrémnu citlivosť na elektrické polia. Všetky tri zariadenia profitujú z toho, že sú vyrobené z jedného elektricky laditeľného materiálu. Iné zariadenia, vyrobené konvenčne z viacerých materiálov, čelia rôznym výzvam.

Napríklad rôzne materiály môžu byť navzájom nekompatibilné. Keď vedci pracujú len s jedným materiálom, tieto problémy zmiznú. Práca pripravuje pôdu pre potenciálne budúce pokroky. Bolo by napríklad možné vytvoriť prvý napäťovo laditeľný qubit z jedného materiálu, ktorý by sa dal použiť v budúcich kvantových počítačoch.

Zdroj: news.mit.edu.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

7 komentárov

1,1 stupňové pootočenie sedí, veď to dáva šesťuholník grafénu so zlatým rezom a preto je energia tunelovania minimálna: Počítam: reakcia na: MATBG: „Zázračný“ materiál na všestranné elektronické zariadenia

12.6.2021 18:06
počítajme spolu, ako súvisí zlatý rez (pomer 1,618 https://sk.wikipedia.org/wiki/Zlat%C3%BD_rez) spolu s kvantovým tunelovaním, kedy sa fáza vlnovej funkcie posunie o 90 stupňov (dočítate sa tu: https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tunnelling) a následne dostávame šesť uhlov grafénu. Počítajme: 1,1 je vlastne 11/10, posun uhla vlnovej funkcie o devaťdesiat stupňov je z kruhu 90/360. A ako dostaneme šesťuholník grafénu? 6? Dáva nám ho funkcia kvantového tunelovania a zlatého rezu: cca 6=1,618*(11/10*90/360). Je to podľa Vás náhoda, že zlatý rez a funkcia tunelovania posunutá o 90 stupňov dáva presne šesťuholník 6 grafénu?
Reagovať

RE: cca 6=1,618*(11/10*90/360) je šesťuholník grafénu s minimálnou energiou tunelovania zlatým rezom: reakcia na: 1,1 stupňové pootočenie sedí, veď to dáva šesťuholník grafénu so zlatým rezom a preto je energia tunelovania minimálna: Počítam:

12.6.2021 19:06
Dobry napad, projekt cyborg_one, kyborg_jedna, davam ti za postreh male bezvyznamne + plus ;-)
Reagovať

RE: RE: cca 6=1,618*(11/10*90/360) je šesťuholník grafénu s minimálnou energiou tunelovania zlatým rezom: reakcia na: RE: cca 6=1,618*(11/10*90/360) je šesťuholník grafénu s minimálnou energiou tunelovania zlatým rezom:

12.6.2021 19:06
zaujímavé, keďže atóm nie je dokonalý kruh a deformuje sa troška do tvaru vajca, tým aj elektrónové dráhy sa deformujú, výjde 5,88cca6=1,618*(11/10*90/360). To nemôže byť náhoda, že pri minimálnej energií výjde šesťuholník grafénu. Je pri zlatom reze supravodivý. Neviem, či si toto všimol ešte niekto okrem teba kyborg_jedna. Právom ti namerali IQ=134 tí Rusi. Drž sa chlape a píš sem svoje príbehy, mne to dáva zmysel, majú pointu.
Reagovať

bulvar reakcia na: MATBG: „Zázračný“ materiál na všestranné elektronické zariadenia

9.6.2021 01:06
Preskakuje vam uplne. Autori najhorsej cenovej skupiny ste. Zazracny ste z akeho bulvaru okopirovali? Predbiehate Novy cas?
Reagovať

RE: bulvar reakcia na: bulvar

9.6.2021 18:06
myslim chlapce, ze na psychiatrii by ti pomohli...

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať