Uluslararası bilim adamları grubu, Almanya’dan bir atom kalınlığına sahip ultra ince nanopolistler yarattı ve benzersiz kuantum özelliklerini araştırdı. Çalışmanın sonuçları kuantum hesaplamaları ve enerji verimli elektronikler için yeni fırsatlar sunmaktadır.
Araştırmacılar, iki boyutlu topolojik izolatörlerin özelliklerinin boyutlarında bir azalma ile nasıl değiştiğini incelediler. Bu tür malzemeler benzersiz özelliklere sahiptir: içinde izolatörlerdir, ancak elektriğin dirençsiz aktığı oldukça etkin olmayan kenarlara sahiptirler.
Pantelis Bampulis, “Giderek daha kompakt ve etkili cihazlar yaratmaya çalışırken, önemli sorunlarla karşı karşıyayız” diye açıklıyor. – Örneğin, iki boyutlu özelliklerini korumak için topolojik malzemeye sahip olmak için minimum boyut nedir? Ve daha fazla düşüşle ne olur?
Bu soruları cevaplamak için bilim adamları, Almanya atomlarının atomik ince tabakasından nanopolistler yarattılar. Çalışmanın ilk yazarı Dennis Klaassen, “Sadece birkaç nanometre genişliğinde, ancak yüzlerce nanometre uzunluğunda yapılar yaptık” diyor. “Teorik ve deneysel olarak topolojik bölgesel durumların çizgilerin genişliğinde bir azalma ile nasıl değiştiğini inceledik.”
Araştırmacılar, nanopolistlerin topolojik bölgesel durumlarını yaklaşık iki nanometrelik kritik bir genişliğe sahip olduklarını buldular. Daha küçük bir genişlikte dönüşüm meydana gelir: kenar koşulları kaybolur ve bunlar yerine nanopolistlerin uçlarında yeni kuantum durumları görünür. Bu son koşullar temel simetri ile korunur ve bir boyutlu topolojik izolatörün görünümünü gösterir.
Keşfedilen nihai durumların kusurlara ve yerel safsızlıklara çok dirençli olması önemlidir, bu da onları kuantum teknolojilerinde kullanım için ideal hale getirir, örneğin, hatalara dirençli küpler geliştirir.
Bampulis, “Bu devletlerin teorik tahminlerinden bu yana fizikçilerin zihinlerini işgal eden büyük – zor parçacıklara benzer olması ilginç” diyor. “Ana modları doğrudan araştırmamış olsak da, çalışmamız bu fenomenleri güçlü spin-orbital etkileşimi olan tek boyutlu materyalde incelemek için bir şablon sunuyor.”
Geliştirilen teknoloji ayrıca, akımın dağılmadan meydana gelebileceği yoğun topolojik bölgesel durum dizileri oluşturmanıza olanak tanır, bu da geleceğin enerji verimli elektronikleri için önemli bir gereksinimdir.
