연구진이 자기장 없이 전하의 스핀과 관련된 특성인 카이랄성에 따라 전자를 분리하는 새로운 방법을 개발했습니다. 최근 네이처지에 상세히 기술된 이 획기적인 기술은 팔라듐 갈륨(PdGa)이라는 물질의 위상 밴드의 양자 기하학을 활용하여 전자를 포함하는 입자인 페르미온을 위상적 양인 천 수에 의해 분극된 별개의 상태로 필터링합니다.

제공된 자료에 이름이 명시되지 않은 연구팀은 단결정 PdGa로 3중 암 구조의 장치를 제작했습니다. 이 설계를 통해 카이랄 페르미온의 양자 기하학 유도 비정상 속도를 관찰하여 비선형 홀 효과를 확인할 수 있었습니다. 그 결과 발생하는 반대 방향의 비정상 속도를 갖는 횡방향 카이랄 전류는 장치의 외부 암으로 공간적으로 분리되었습니다.

이 분리는 반대 방향의 천 수 상태의 카이랄 전류가 반대 부호의 궤도 자화를 전달하기 때문에 중요합니다. 전통적으로 위상계에서 카이랄 페르미온 수송을 조작하려면 원치 않는 수송을 억제하고 반대 방향의 천 수 상태의 점유율 불균형을 생성하기 위해 강력한 자기장 또는 자기 도펀트가 필요했습니다. 이 새로운 방법은 물질의 고유한 양자 기하학을 사용하여 이러한 요구 사항을 우회합니다.

이 연구의 의미는 전자 및 스핀트로닉 장치 개발에 잠재적으로 광범위하게 적용될 수 있습니다. 자기장 없이 카이랄 전류를 제어하고 조작하는 방법을 제공함으로써 이 기술은 보다 에너지 효율적이고 컴팩트한 전자 부품으로 이어질 수 있습니다. 추가 연구는 다른 재료 및 장치 아키텍처에서 이 방법의 잠재력을 탐구하는 데 집중될 가능성이 높습니다. 이 근본적인 수준에서 전자 흐름을 조작하는 능력은 고급 전자 시스템 설계를 위한 새로운 길을 열어줍니다.