Undersøgelse afdækker ny elektronisk tilstand

Et forskerhold ledet af professorer fra University of Pittsburgh Department of Physics and Astronomy har annonceret opdagelsen af ​​en ny elektronisk tilstand.

Jeremy Levy, en fremtrædende professor i kondenseret fysik, og Patrick Irvin, en forsker lektor er medforfattere af papiret "Pascal conductance series in ballistic endimensionale LaAIO ₃ /SrTiO ₃ "Forskningen fokuserer på målinger i endimensionale ledende systemer, hvor elektroner findes at rejse uden at spredes i grupper på to eller flere ad gangen, frem for individuelt.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Videnskab den 14. februar.

"Normalt, elektroner i halvledere eller metaller bevæger sig og spredes, og til sidst glider i en retning, hvis du anvender en spænding. Men i ballistiske ledere bevæger elektronerne sig mere som biler på en motorvej. Fordelen ved det er, at de ikke afgiver varme og kan bruges på måder, der adskiller sig meget fra almindelig elektronik. Det er lykkedes forskere før os at skabe denne form for ballistisk dirigent, "forklarede Levy.

"Opdagelsen, vi gjorde, viser, at når elektroner kan gøres for at tiltrække hinanden, de kan danne bundter af to, tre, fire og fem elektroner, der bogstaveligt talt opfører sig som nye typer partikler, nye former for elektronisk stof. "

Levy sammenlignede fundet med måden, hvorpå kvarker binder sammen til dannelse af neutroner og protoner. Et vigtigt fingerpeg for at afdække det nye stof var at erkende, at disse ballistiske ledere matchede en sekvens inden for Pascals trekant.

"Hvis du ser i forskellige retninger af Pascals trekant, kan du se forskellige talmønstre, og et af mønstrene var et, tre, seks, 10, 15, 21. Dette er en sekvens, vi bemærkede i vores data, så det blev et udfordrende fingerpeg om, hvad der egentlig foregik. Opdagelsen tog os noget tid at forstå, men det var fordi vi oprindeligt ikke var klar over, at vi kiggede på partikler, der består af en elektron, to elektroner, tre elektroner og så videre. Hvis du kombinerer alt dette sammen får du sekvensen 1, 3, 6, 10. "

Levy, som også er direktør for Pittsburgh Quantum Institute, bemærkede, at de nye partikler har egenskaber relateret til kvanteindvikling, som potentielt kan bruges til kvanteberegning og kvantedistribution. Han sagde, at opdagelsen er en spændende fremgang mod den næste fase af kvantefysikken.

"Denne forskning falder inden for en større indsats her i Pittsburgh for at udvikle ny videnskab og teknologier relateret til den anden kvanterevolution, " han sagde.

"I den første kvanterevolution opdagede folk, at verden omkring dem var grundlæggende styret af kvantfysikkens love. Denne opdagelse førte til en forståelse af det periodiske system, hvordan materialer opfører sig og hjalp med udviklingen af ​​transistorer, computere, MR -scannere og informationsteknologi.

"Nu i det 21. århundrede, vi ser på alle de mærkelige forudsigelser i kvantefysikken og vender dem rundt og bruger dem. Når du taler om applikationer, vi tænker på quantum computing, kvante teleportation, kvantekommunikation, kvantefornemmelse - ideer, der bruger egenskaber ved kvantets natur, der blev ignoreret før. "