Onderzoekers van het Oak Ridge National Laboratory zeggen dat doorbraken in topologische isolatiematerialen, die intern isolerende eigenschappen hebben maar geleidende eigenschappen aan de oppervlakte, het potentieel hebben om de velden van geavanceerde elektronica en kwantumcomputers te veranderen. Deze bevindingen kunnen een revolutie teweegbrengen in de elektronica en kwantumcomputers.
De afbeelding hierboven toont een nieuwe manier om kwantumtoestanden in materialen te controleren. Het elektrische veld induceert polarisatieschakeling in het ferro-elektrische substraat, wat resulteert in verschillende magnetische en topologische toestanden. Afbeelding tegoed: Mina Yoon, Fernando Reboredo, Jacquelyn DeMink/ORNL, Amerikaanse ministerie van Energie
Topologische materialen, ontdekt in de jaren tachtig, vormen een nieuw stadium van materialen, en hun ontdekkers wonnen de Nobelprijs in 2016. Met behulp van alleen een elektrisch veld konden ORNL-onderzoekers gewone isolatoren transformeren in magnetische topologische isolatoren. Dit exotische materiaal laat elektrische stroom over het oppervlak en de randen stromen zonder energiedissipatie. Elektrische velden veroorzaken veranderingen in de toestand van de materie.
Mina Yoon van ORNL, die het onderzoek leidde, zei: "Dit onderzoek kan tot veel praktische toepassingen leiden, zoals elektronica van de volgende generatie, spintronica en kwantumcomputers."
Deze stoffen kunnen leiden tot snelle elektronica met een laag vermogen, die minder energie verbruikt en sneller werkt dan de huidige op silicium gebaseerde elektronica.
ORNL-wetenschappers publiceerden hun onderzoeksresultaten in 2D Materials.