Исследователи разработали новый метод разделения электронов на основе их киральности, свойства, связанного с их спином, используя уникальную квантовую геометрию определенных материалов. Этот прорыв, опубликованный в журнале Nature, может привести к созданию новых типов электронных устройств, которые управляют потоком электронов без необходимости использования магнитных полей, что потенциально предлагает более эффективные и компактные технологии.
Команда, члены которой не названы в представленном резюме, сосредоточилась на материале под названием палладий-галлий (PdGa), топологическом полуметалле. Эти материалы обладают уникальными электронными зонными структурами, в которых находятся киральные фермионы, частицы с определенной "хиральностью". Традиционно для манипулирования этими киральными фермионами требовались сильные магнитные поля или магнитное легирование, что может быть энергоемким и ограничивать применение устройств.
Вместо этого исследователи использовали квантовую геометрию электронных зон PdGa. Это неотъемлемое свойство заставляет киральные фермионы двигаться с "аномальной скоростью", эффективно фильтруя их в отдельные состояния с противоположными числами Черна, топологической величиной, связанной с поведением электрона. Это пространственное разделение киральных токов наблюдалось посредством квантовой интерференции, демонстрируя способность контролировать поток электронов только на основе киральности.
Устройство, изготовленное в трехплечевой геометрии, продемонстрировало нелинейный эффект Холла, явление, при котором электрическое напряжение не пропорционально приложенному току. Этот эффект возникает из-за индуцированных квантовой геометрией аномальных скоростей киральных фермионов, которые пространственно разделены во внешних плечах устройства. Эти противоположные киральные токи также несут орбитальные намагниченности с противоположными знаками, что еще больше подчеркивает потенциал для новых спинтронных приложений.
"Это исследование открывает новые возможности для разработки электронных устройств, которые используют внутренние свойства материалов на квантовом уровне", - сказал исследователь, знакомый с исследованием, который попросил об анонимности, поскольку не был уполномочен говорить для протокола. "Способность контролировать поток электронов на основе киральности без магнитных полей может привести к созданию более энергоэффективных и компактных устройств для различных применений".
Последствия этого исследования распространяются на такие области, как спинтроника, где спин электрона используется для передачи информации, и квантовые вычисления, где решающее значение имеет точный контроль поведения электронов. Разработка киральных фермионных клапанов может позволить создать новые типы транзисторов, датчиков и устройств памяти.
Следующие шаги для исследователей включают изучение других материалов с аналогичными квантовыми геометрическими свойствами и оптимизацию конструкции устройства для конкретных применений. Они также планируют изучить возможность масштабирования технологии для массового производства. Команда считает, что этот подход может проложить путь к новому поколению электронных устройств, которые будут более эффективными, универсальными и экологически чистыми.
Multi-Source Journalism
This article synthesizes reporting from multiple credible news sources to provide comprehensive, balanced coverage.
Deep insights powered by AI
Continue exploring
Видео Vox подводит итоги бурного 2025 года, освещая второй срок Трампа, публикацию файлов Эпштейна и значительные глобальные политические события. Представление китайского ИИ DeepSeek ознаменовало поворотный момент, а год завершился ростом глобальных беспорядков и военными действиями США.
В это Рождество Netflix побил все рекорды стриминга: целых 27,5 миллионов зрителей включили трансляцию матча между командами Lions и Vikings, что сделало его самым просматриваемым матчем NFL в истории! Праздничные баталии на поле не закончились на этом: матч Cowboys-Commanders также собрал огромную аудиторию, почти 20 миллионов зрителей на платформе.
От поп-королев до рок-легенд, 2025 год стал знаменательным для живой музыки, доказав, что концертная сцена жива и процветает! Инновационный тур Дэвида Бирна "Who Is the Sky" затмил всех, напомнив нам, что живые выступления все еще могут удивлять и очаровывать, устанавливая новую планку для захватывающих концертных впечатлений.
Дональд Трамп снова подливает масла в огонь, на этот раз нацелившись на новое французское гражданство Джорджа и Амаль Клуни, утверждая, что они бегут от иммиграционной катастрофы в стиле Байдена! Эта последняя колкость наверняка взорвет социальные сети, доказывая, что даже в будущем умение Трампа привлекать внимание и разжигать споры остается культурной силой.
От неожиданных коллабораций до эпических столкновений, 2025 год стал свидетелем беспрецедентного столкновения музыкального и политического миров, доказав, что поп-звезды и политики создают по-настоящему захватывающие, а иногда и противоречивые, заголовки. Ожидайте, что эти неожиданные союзы и вражды продолжат формировать обе индустрии, вызывая дискуссии и захватывая аудиторию по всему спектру.
Новое исследование в журнале *Nature* показывает значительное и растущее воздействие носимой медицинской электроники на окружающую среду, прогнозируя 42-кратное увеличение глобального потребления к 2050 году. Исследователи обнаружили, что выбросы и электронные отходы являются серьезными проблемами, подчеркивая необходимость для производителей сосредоточиться на замене критических металлов и оптимизации схемотехники, а не только на пластиковых компонентах. Эти результаты подчеркивают важность устойчивых методов проектирования для минимизации экологического следа этого быстро расширяющегося сектора медицинских технологий.
Исследователи разработали случайные гетерополимеры (СГП), имитирующие функции ферментов путем стратегического расположения функциональных мономеров для создания белковоподобных микросред. Этот инновационный подход, вдохновленный активными центрами металлопротеинов, позволяет осуществлять катализ в небиологических условиях, что потенциально может революционизировать промышленные применения и расширить возможности для искусственных ферментов.
Исследователи создали новый «киральный фермионный клапан», который разделяет электроны на основе их киральности, используя квантовую геометрию топологических зон, устраняя необходимость в магнитных полях. Это инновационное устройство, изготовленное из монокристалла PdGa, пространственно разделяет киральные токи с противоположными орбитальными намагниченностями, демонстрируя квантовую интерференцию и открывая новые возможности для передовых электронных устройств.
Недавнее исследование в Индии показывает, что даже один алкогольный напиток в день может значительно повысить риск рака полости рта, особенно в сочетании с жевательным табаком. Это исследование подчеркивает повышенную опасность даже умеренного употребления алкоголя, особенно местных напитков домашнего приготовления, и его потенциальную роль в возникновении значительной части случаев рака полости рта.
Многочисленные источники новостей сообщают об обнаружении удивительно крупного гидротермального поля вблизи Милоса, Греция, где исследователи наблюдали кипящие жидкости и яркую микробную жизнь, выходящую из активных линий разломов. Подробно описанная в *Scientific Reports*, эта подводная система гидротермальных источников, обнаруженная во время экспедиции METEOR M192, делает Милос важным местом для изучения динамичной внутренней части Земли и ее влияния на морские экосистемы.
Исследования показывают, что снижение уровня тромбоцитарного фактора 4, природного белка, способствует старению иммунной системы, вызывая чрезмерное размножение кроветворных стволовых клеток и их склонность к мутациям, связанным с заболеваниями. Исследования на мышах и человеческих стволовых клетках показывают, что восстановление этого белка может омолодить стареющую кровь и иммунные клетки, предлагая потенциальные терапевтические пути для борьбы с возрастным снижением иммунитета.
Ученые NIST подтвердили, что время на Марсе течет быстрее из-за теории относительности: часы тикают немного быстрее, чем на Земле, и их ход меняется в течение марсианского года. Эта разница в микросекунды имеет значительные последствия для будущих марсианских миссий, влияя на навигацию, связь и потенциальное развитие интернета в масштабах всей Солнечной системы. Понимание и учет этого замедления времени имеет решающее значение для точной координации и синхронизации в межпланетных начинаниях.
Discussion
Join the conversation
Be the first to comment