Прорывное исследование под руководством физика Лии Крусин-Эльбаум может проложить путь к новым платформам квантовых устройств!
Группа физиков и химиков разработала новый метод снижения плотности носителей заряда в объеме трехмерных (3D) топологических изоляторов и магнитов с использованием ионного водорода.
В результате, можно манипулировать и регулировать недиссипативные поверхностные или краевые каналы квантовой проводимости.
Введение и извлечение ионного водорода из разбавленного водного раствора соляной кислоты (HCl) используется для настройки топологических материалов и наноструктур на основе халькогена в лабораторной камере, что оставляет слоистую топологическую кристаллическую структуру, а также электронные полосы нетронутыми и имеет дополнительное преимущество в удалении естественного поверхностного оксида при пассивации поверхностей.
Электроны отдаются за счет обратимого связывания ионов H+ с халькогенами, такими как Te или Se, а объемные плотности носителей уменьшаются на порядки, чтобы обеспечить доступ к устойчивым топологическим поверхностным состояниям, не влияя на подвижность носителей или структуру зон в этом процессе, который команда провела в лаборатории Крусин для двумерного электрического транспорта.
«Главное достижение этой работы заключается в том, что новый процесс гидрирования является полностью обратимым, поскольку фрагмент водород-халькоген может быть диссоциирован с помощью протокола низкотемпературного отжига, при котором водород легко удаляется», — сказала Крусин-Эльбаум. «Он также может многократно циклироваться и воспроизводиться, тем самым устраняя одно из ключевых ограничений магнитных и немагнитных топологических изоляторов и может применяться не только к материалам после выращивания, но и к полностью изготовленным наноустройствам».
Исследования лаборатории Крусин сосредоточены на новых квантовых явлениях, таких как квантовый аномальный эффект Холла (QAH), который описывает изолятор, проводящий ток без диссипации в дискретных каналах на его поверхности, двумерную сверхпроводимость и явления состояния аксионов с квантованным тепловым переносом, все которые имеют потенциал для продвижения энергоэффективных технологий в случае промышленного внедрения. По словам Крусин-Эльбаум и ее коллег, представленная ими техника довольно широка и может помочь расширить потенциал собственных топологических магнитов в квантовой электронике в будущем.
С Уважением, МониторБанк