Прорыв в электронике: этот материал переключается между квантовыми состояниями по требованию
Ученые говорят, что им неизвестен другой материал, способный переходить из одного квантового состояния в другое, когда это необходимо.
Американские ученые обнаружили редкий квантовый материал, способный переключаться между двумя разными электронными состояниями по требованию. Это открытие даст возможность создавать более быстрые компьютерные чипы, пишет Фокус.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Ученые из США обнаружили новое переключаемое квантовое свойство в новом типе сульфида никеля, известном как KxNi4S2. В этом соединении никель и сера находятся между слоями калия, который может присутствовать в различных количествах от нуля до единицы в зависимости от образца. При этом можно регулировать количество калия.
Данный материал может переключаться между квантовыми состояниями в пределах одной и той же структуры по требованию. Ученые говорят, что им неизвестен другой материал, способный переходить из одного квантового состояния в другое, когда это необходимо.
KxNi4S2 был впервые разработан в 2021 году в рамках проекта, направленного на создание новых сверхпроводников. Но, изучая его свойства, ученые обнаружили, что применение электрического тока может выталкивать калий из слоев материала. Это привело к разрушению структуры, изменив общую форму материала. Процесс обратимый, что позволило материалу обладать двумя различными квантовыми свойствами: конусами Дирака и плоскими зонами.
Эти два квантовых состояния играют решающую роль в управлении поведением электронов. В состоянии Дирака электроны ведут себя так, как будто они почти не имеют массы и движутся чрезвычайно быстро. В состоянии плоских зон электроны замедляются и ведут себя так, как будто они имеют большую массу.
Оба состояния эффективно превращает материал в контроллер электронного потока и позволяют точно настраивать скорость и поток. По словам ученых, такой контроль крайне востребован в современной электронике.
Устройства, способные динамически регулировать электронное поведение, могут повысить производительность, эффективность и функциональность в широком спектре технологий, таких как высокоскоростные процессоры.
Авторы открытия говорят, что высокое содержание никеля в этом материале означает, что атомы никеля должны взаимодействовать и связываться друг с другом, и именно это, обуславливает его интересные свойства.
Возможность переключать квантовые состояния в одном материале может упростить проектирование электронных устройств. Вместо использования нескольких материалов ученые могли бы полагаться на единую систему, которая изменяет поведение в режиме реального времени. Также это открытие дает возможность для проектирования квантовых материалов.
Как уже писал Фокус, ученые создали первую в мире квантовую батарею, которая обеспечивает сверхбыструю зарядку.
Также Фокус писал о том, что робот с ИИ вышел из-под контроля и танцевальное шоу в Китае закончилось катастрофой.
При написании материала использованы источники: Matter, Interesting Engineering.