Nyt supergittermateriale til fremtidige energieffektive enheder

Et team af internationale fysikere, herunder Jennifer Cano, Ph.d., fra Stony Brook University, har skabt et nyt materiale lagdelt af to strukturer, danner en supergitter, at ved en høj temperatur er en supereffektiv isolator, der leder strøm uden spredning og tabt energi. Fundet, detaljeret i et papir offentliggjort i Naturfysik , kunne være grundlaget for forskning, der fører til nye, bedre energieffektive elektriske ledere.

Materialet er skabt og udviklet i et laboratoriekammer. Over tid fæstner atomer sig til det, og materialet ser ud til at vokse - svarende til den måde, stenskonfekt dannes på. Overraskende, det danner en romanordnet supergitter, som forskerne tester for kvantiseret elektrisk transport.

Forskningen centrerer sig omkring Quantum Anomalous Hall Effect (QAHE), som beskriver en isolator, der leder dissipationsfri strøm i diskrete kanaler på sine overflader. Fordi QAHE -strøm ikke mister energi, når den kører, den ligner en superledende strøm og har potentiale, hvis den industrialiseres til at forbedre energieffektive teknologier.

"Hovedfremgangen i dette arbejde er en højere temperatur QAHE i et supergitter, og vi viser, at denne supergitter er meget afstemt gennem elektronbestråling og termisk ledig fordeling, og præsenterer således en afstemningsbar og mere robust platform til QAHE, "siger Cano, Adjunkt i Institut for Fysik og Astronomi ved College of Arts and Sciences ved Stony Brook University og også en tilknyttet associeret forsker ved Flatiron Instituts Center for Computational Quantum Physics.

Cano og kolleger siger, at de kan avancere denne platform til andre topologiske magneter. Det endelige mål ville være at hjælpe med at transformere fremtidig kvanteelektronik med materialet.

Den kollaborative forskning ledes af City College i New York under ledelse af Lia Krusin-Elbaum, Ph.d. Forskningen støttes delvist af National Science Foundation (tilskudsnumre DMR-1420634 og HRD-1547830).