Vědci testují materiály pro přenos signálu beze ztrát
Nové sloučeniny a jejich možnosti přenášet elektrický signál beze ztrát, které by se daly využít například v procesorech?kvantových počítačů, otestovala mezinárodní skupina vědců včetně odborníků z MUNI.
Experimentální práci, která se zabývala charakterizací vlastností takzvaných topologických izolátorů, tedy materiálů, které vedou elektrický proud pouze na povrchu a jinak se chovají jako izolanty, zveřejnil v závěru minulého roku vědecký časopis Nature. Výsledky by mohly v?budoucnu pomoci se sestrojením superrychlého kvantového počítače, o kterém se zatím uvažuje jen teoreticky.
Odborníci z?Německa, Rakouska a z několika českých institucí včetně Masarykovy univerzity ověřovali vlastnosti telluridu bismutu s?příměsí manganu. Právě mangan změnil díky svému magnetismu strukturu látky, která je tak odolná vůči vnějším vlivům a její činnost se dá regulovat. Chová se tak jako takzvaný supravodič.
„Tyto materiály jsou charakteristické svou strukturou, která se dá přirovnat k?lístkovému těstu. Jsou uspořádané ve vrstvách o síle pěti nebo sedmi atomů, tedy asi jednoho nanometru. Vrstvy o sedmi atomech se tvoří právě díky přidání manganu, který se do struktury zabudovává přednostně ve středu vrstev o sedmi atomech. Právě to zlepšuje požadované vlastnosti materiálu,“ uvedl Ondřej Caha z?Přírodovědecké fakulty MU, který pracoval mimo jiné na charakterizaci nového materiálu.
Mezinárodnímu týmu vědců se poprvé podařilo detekovat a měřit takzvanou energetickou mezeru vytvořenou přidáním manganu, a to pomocí spinově rozlišené fotoelektronové spektroskopie na synchrotronu BESSY II. „Specifikem výzkumu bylo úzké propojení experimentálních a teoretických metod. Za pomoci kvantověmechanických výpočtů se nám podařilo popsat magnetické vlastnosti tohoto systému. Do budoucna tyto výpočty umožní předpovídat další nové materiály,“ vysvětlil Jan Minár z?vysokoškolského ústavu Nové technologie – výzkumné centrum Západočeské univerzity v Plzni, který se se svým kolegou Saleemem Khanem na práci také podílel.
Samotná měření probíhala v?několika institutech, mimo jiné v institutu CEITEC VUT. Zde odborníci využili jeden z?nejvýkonnějších mikroskopů na světě, a to transmisní elektronový mikroskop TITAN, díky kterému lze přímo sledovat atomární strukturu materiálu. „Struktura je podstatou jedinečných vlastností každého materiálu a díky těmto pozorováním bylo možné zjistit pozoruhodnou roli přidaného manganu na uspořádání atomů telluridu bismutu, a lépe tak pochopit princip fungování nové sloučeniny,“ doplnil Jan Michalička z VUT.
Jen za extrémně nízkých teplot
Rozsáhlé experimenty zahrnující přípravu materiálů, testování jejich vlastností a jejich popis začaly už v?roce 2012 a trvaly zhruba pět let. Jde tak o důkladné ověření jejich funkčnosti, především pak takzvaných povrchových stavů materiálu, což jsou elektronové stavy v?okrajových atomech pevné látky, které se jinak v?materiálu nevyskytují.
„V tomto případě jde právě o možnost vedení proudu bez odporu. Zatím se nám ale podařilo prokázat splnění nutných podmínek jen za extrémně nízkých teplot, tedy při deseti stupních Kelvina, což je asi -260 stupňů Celsia,“ podotkl Caha. Vědci budou ve výzkumu materiálů dál pokračovat, testují i nové kombinace látek tak, aby získali požadované vlastnosti za příznivějších teplot.
Poslední zprávy z rubriky Internet a telefony:
Přečtěte si také:
Prezentace
02.05.2024 SCHLIEGER loni zaznamenal čtyřnásobný nárůst...
30.04.2024 Tesla po špatných výsledcích roste, Meta po...
Okénko investora
Mgr. Timur Barotov, BHS
Diverzifikace v době koncentrovaných akciových trhů – výzkum Goldman Sachs
Miroslav Novák, AKCENTA
Michal Brothánek, AVANT IS
Petr Lajsek, Purple Trading
Olívia Lacenová, Wonderinterest Trading Ltd.
Jakub Petruška, Zlaťáky.cz
Za 1. čtvrtletí roku 2024 rozšířila ČNB „zlatý poklad“ o dalších téměř 5 tun
Ali Daylami, BITmarkets
Jiří Cimpel, Cimpel & Partneři
Okénko finanční rady
Petr Holub, Zoxo Financial s.r.o.
Tomáš Vrňák, Ušetřeno.cz
Fixace cen energií: Jak mít jistotu a ušetřit v nejistých časech
Richard Bechník, Swiss Life Select
Lukáš Kaňok, Kalkulátor.cz
Distribuční sazba nebo poplatek za jistič. Co všechno ovlivňuje cenu elektřiny?
Petr Holub, MojeNebankovka
Zuzana Dubová, RekvalifikacniKurzy.cz
Financování vašeho vzdělávání: Přehled možností financování rekvalifikačních kurzů
Iva Grácová, Bezvafinance
Marek Pokorný, Portu