Ikke-flygtig kvantehukommelse:Discovery peger vej til flash-lignende hukommelse til lagring af qubits

Det tog mere end to år og samarbejde med snesevis af kolleger at tyde, hvad der skete i eksperimenterne. Forskerne fandt ud af, at nogle af krystalprøverne var afkølet hurtigere end andre, da de blev opvarmet før eksperimenterne.

I modsætning til de materialer, der bruges i de fleste faseskiftende hukommelsesteknologier, fandt Yi og kolleger ud af, at jern-germanium-tellur-legeringen ikke behøvede at blive smeltet og omkrystalliseret for at ændre faser. Snarere fandt de ud af, at tomme atomare steder i krystallens gitter, kendt som ledige stillinger, var arrangeret i forskelligt ordnede mønstre afhængigt af, hvor hurtigt krystallen afkølede. For at skifte fra den ene mønstrede fase til den anden viste de, at de simpelthen kunne genopvarme krystallen og afkøle den i enten længere eller kortere tid.

"Hvis du vil ændre den ledige rækkefølge i et materiale, sker det typisk ved meget lavere temperaturer, end du behøver for at smelte alt," sagde Yi.

Hun sagde, at få undersøgelser har undersøgt, hvordan de topologiske egenskaber af kvantematerialer ændrer sig som reaktion på ændringer i stillingsrækkefølgen.

"Det er den vigtigste konstatering," sagde hun om materialets omskiftelige ledige stilling. "Ideen om at bruge ledige stillinger til at kontrollere topologi er det vigtige. Det er bare ikke rigtig blevet udforsket. Folk har generelt kun set på materialer fra et fuldt støkiometrisk perspektiv, hvilket betyder, at alt er optaget af et fast sæt af symmetrier, der fører til en form for elektronisk topologi. Ændringer i ledige stillinger ændrer gittersymmetrien. Dette arbejde viser, hvordan det kan ændre den elektroniske topologi>

Den risteoretiske fysiker Qimiao Si, en medforfatter af undersøgelsen, sagde:"Jeg synes, det er forbløffende, at mine eksperimenterende kolleger kan arrangere en ændring af krystallinsk symmetri i farten. Det muliggør en fuldstændig uventet og alligevel fuldt imødekommende koblingskapacitet for teori som samt vi søger at designe og kontrollere nye former for topologi gennem samarbejdet mellem stærke korrelationer og rumgruppesymmetri."

Studiets hovedforfattere er Han Wu og Lei Chen, begge fra Rice. Yderligere Rice-medforfattere inkluderer Jianwei Huang, Xiaokun Teng, Yucheng Guo, Mason Klemm, Chuqiao Shi, Chandan Setty, Yaofeng Xie, Bin Gao, Junichiro Kono, Pengcheng Dai, Yimo Han og Si. Yi, Dai, Han, Kono og Si er hver især medlemmer af Rice Quantum Initiative og Rice Center for Quantum Materials.

Undersøgelsen er medforfattet af forskere fra University of Washington, Los Alamos National Laboratory, Sydkoreas Kyung Hee University, University of Pennsylvania, Yale University, University of California Davis, Cornell University, University of California Berkeley, Stanford. Linear Accelerator Center National Accelerator Laboratory, Brookhaven National Laboratory og Lawrence Berkeley National Laboratory.

Flere oplysninger: Han Wu et al., Reversibel ikke-flygtig elektronisk kobling i en nær-rumstemperatur van der Waals ferromagnet, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-46862-z

Journaloplysninger: Nature Communications

Leveret af Rice University