Nytt kvantmaterial upptäcktes på KTH

2012-11-05 12:51  

Amerikaner räknade ut att kvantmaterialet borde finnas. KTH-forskarna hittade det. Resultatet kan bli hårdvara som förändras efter den programvara som ska köras.

Det finns material som är nyare och hetare än andra. Dit hör topologiska isolatorer, där elektronerna på ytan susar fram utan motstånd medan resten av materialet är en isolator. Egenskapen beror på kvantmekaniska fenomen som är kopplade till elektronernas spinn och rörelse. Därigenom har materialet egenskaper som borde passa för att bygga kvantdatorer och annan elektronik där elektronernas spinn används för att lagra och bearbeta information. Men det finns ett aber – topologiska isolatorer kan slås ut av magnetfält.

Nu kan det problemet vara löst. KTH-professorn Oscar Tjernberg och hans kollegor upptäckte nyligen en ny typ av kvantmaterial – topologiska kristallina isolatorer – som klarar magnetfält.

– Det betyder att man borde kunna dopa dem magnetiskt och få dem att fungera som material till spinnelektronik, säger Oscar Tjernberg, enhetschef för materialfysik på KTH och expert på kvantmaterial.

Kanske kan det nya materialet även användas för att skapa hårdvara, som kan skräddarsys för den programvara som ska köras. Det har hittills varit en omöjlighet.

– Kristallsymmetrin kan brytas om man töjer eller klämmer på materialet. Det öppnar möjligheten att konstruera en ny typ av komponenter som gör att hårdvara kan programmeras om för att passa den programvara man vill köra.

Oscar Tjernberg poängterar dock att det ännu så länge handlar om spekulationer.

– Materialet är så nytt och tillämpningarna har inte varit i fokus.

Upptäckten gjordes när KTH-forskarna hjälpte kollegor vid Max-labb i Lund att göra mätningar på blytennselenid, ett känt halvledarmaterial som används i detektorer för infrarött ljus. Fenomenet uppstod när mättemperaturen var nere på minus 173 grader.

– När vi gjorde mätningarna såg vi ett tillstånd som påminde om topologiska isolatorer, men det stämde inte riktigt, säger Oscar Tjernberg.

– Då började vi tråla i teorin och hittade ett arbete som amerikanska forskare gjort och som förutsade tillståndet vi hittat. De kallade det TCI (topologiska kristallina isolatorer).

Därmed blev KTH-forskarna först med att visa att materialtypen verkligen finns.

– Jag vill inte säga att vi hittat en helt okänd värld, men definitivt en ny kontinent.

Forskarnas upptäckt har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Nature Materials.

Oscar Tjernberg vid den unika utrustning på KTH som forskarna använt för att hitta materialet.

Ulla Karlsson-Ottosson

Mer om: Supraledare KTH

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer