Close Menu
Український телекомунікаційний портал
    Facebook X (Twitter) Instagram Threads LinkedIn Telegram RSS
    Український телекомунікаційний портал
    • Новини
    • Мобільна техніка
    • Технології
    • ПЗ
    • Наука
    • Транспорт
    • Дім
    • Обладнання
    • Здоров’я
    Facebook X (Twitter) YouTube Telegram Threads LinkedIn RSS Bluesky
    Український телекомунікаційний портал
    Home»Новини»Технології»Вчені створили перший у світі “квантовий напівпровідник”
    Технології

    Вчені створили перший у світі “квантовий напівпровідник”

    ВолодимирBy Володимир14.02.2024Updated:14.02.2024Коментарів немає3 Mins Read
    Facebook Twitter Email Telegram Copy Link
    Вчені створили перший у світі “квантовий напівпровідник”

    Напівпровідникові пристрої — це невеликі компоненти, які керують рухом електронів у сучасних електронних гаджетах. Вони необхідні для живлення широкого спектра високотехнологічних продуктів, включаючи мобільні телефони, ноутбуки та датчики транспортних засобів, а також найсучасніші медичні пристрої. Однак присутність матеріальних домішок або коливання температури можуть перешкоджати потоку електронів, спричиняючи нестабільність.

    Але тепер фізики-теоретики та експериментатори з Вюрцбурзько-Дрезденського кластеру передового досвіду ct.qmat—Complexity and Topology in Quantum Matter розробили напівпровідниковий пристрій з арсеніду алюмінію-галію (AlGaAs). Електронний потік цього пристрою, зазвичай чутливий до перешкод, захищений топологічним квантовим явищем. Це новаторське дослідження нещодавно було детально описано в поважному журналі Nature Physics .

    «Завдяки топологічному скін-ефекту на всі струми між різними контактами квантового напівпровідника не впливають домішки чи інші зовнішні збурення. Це робить топологічні пристрої все більш привабливими для напівпровідникової промисловості. Вони усувають потребу в надзвичайно високому рівні чистоти матеріалу, який зараз підвищує витрати на виробництво електроніки», – пояснює професор Єрун ван ден Брінк, директор Інституту теоретичної фізики твердого тіла в Інституті дослідження твердого тіла та матеріалів імені Лейбніца в Дрезден (IFW) і головний дослідник ct.qmat.

    Топологічні квантові матеріали, відомі своєю винятковою міцністю, ідеально підходять для енергоємних застосувань. «Наш квантовий напівпровідник одночасно стабільний і водночас дуже точний — рідкісне поєднання. Це позиціонує наш топологічний пристрій як новий захоплюючий варіант у сенсорній техніці».

    Надзвичайно міцний і надточний

    Використання топологічного скін-ефекту дозволяє створювати нові типи високопродуктивних електронних квантових пристроїв, які також можуть бути неймовірно малими. «Діаметр нашого топологічного квантового пристрою становить близько 0,1 міліметра, і його можна легко зменшити», — розповідає ван ден Брінк. Піонерський аспект цього досягнення команди фізиків із Дрездена та Вюрцбурга полягає в тому, що вони першими реалізували топологічний скін-ефект у мікроскопічному масштабі в напівпровідниковому матеріалі. Це квантове явище було спочатку продемонстровано на макроскопічному рівні три роки тому, але лише в штучному метаматеріалі, а не в природному. Таким чином, це перший випадок, коли було розроблено крихітний топологічний квантовий пристрій на основі напівпровідника, який одночасно є надзвичайно надійним і надчутливим.

    «У нашому квантовому пристрої співвідношення струм-напруга захищено топологічним скін-ефектом, оскільки електрони обмежені краєм. Навіть у разі наявності домішок у напівпровідниковому матеріалі струм залишається стабільним», — пояснює ван ден Брінк. Він продовжує: «Крім того, контакти можуть виявляти навіть найменші коливання струму чи напруги. Це робить топологічний квантовий пристрій виключно добре придатним для створення високоточних датчиків і підсилювачів з мізерними діаметрами».

    Інноваційні експерименти ведуть до відкриттів

    Успіх був досягнутий шляхом творчого розміщення матеріалів і контактів на напівпровідниковому пристрої AlGaAs, викликаючи топологічний ефект в ультрахолодних умовах і сильному магнітному полі. «Ми справді витягли з пристрою топологічний скін-ефект», — пояснює ван ден Брінк. Команда фізиків використовувала двовимірну напівпровідникову структуру. Контакти були розташовані таким чином, що електричний опір можна було виміряти на краях контактів, безпосередньо виявляючи топологічний ефект.

    Об’єднані дослідження в різних місцях

    З 2019 року ct.qmat досліджує топологічні квантові матеріали у Вюрцбурзі та Дрездені, досліджуючи їх незвичайну поведінку в екстремальних умовах, таких як наднизькі температури, високий тиск або сильні магнітні поля.

    Нещодавній прорив також є результатом тривалої співпраці вчених у двох місцях кластера. Новий квантовий пристрій, розроблений на IFW, був результатом спільних зусиль за участю фізиків-теоретиків з Університету Вюрцбурга, а також дослідників-теоретиків та експериментаторів у Дрездені. Після виробництва у Франції пристрій було випробувано в Дрездені. Йерун ван ден Брінк і його колеги зараз присвячені подальшому дослідженню цього явища, прагнучи використати його для майбутніх технологічних інновацій.

    Читайте також

    Виявляє дрони за 5 км: як працює нова система персонального захисту

    16.10.2026

    Дрон Mayhem 10 готують до роботи там, де зв’язок зникає: що змінить нова технологія

    15.10.2026

    Apple HomeView інтригує – які застосунки він підтримуватиме

    14.10.2026

    Останні

    У природи менше запасних планів, ніж вважали вчені: чим загрожує втрата видів

    16.10.2026

    Нейротехнології дають надію на краще лікування тривоги та депресії

    16.10.2026

    ШІ навчився передбачати, коли клімат Землі досягне критичної точки

    16.10.2026

    З’явилися характеристики камери Galaxy A38

    16.10.2026
    Facebook X (Twitter) YouTube Telegram RSS
    • Контакти/Contacts
    • Про нас
    • Редакційна політика
    © 2026 Portaltele.com.ua. Усі права захищено. Копіювання матеріалів дозволено лише з активним гіперпосиланням на джерело.

    Type above and press Enter to search. Press Esc to cancel.