Jülich Araşdırma Mərkəzi tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləri2D materialda elektronlar axarkən enerji istilik şəklində yayılsa da, kənar kanalda bu belə deyil – nəticədə müvafiq alətlərdən istifadə etməklə ölçülə bilən xarakterik enerji və gərginlik paylanması yaranır. Kredit: Forschungszentrum Jülich

Balistik elektronlar müasir kvant materiallarında ən maraqlı hadisələrdən biridir. Adi elektronlardan fərqli olaraq, onlar materialdakı qüsurları səpmirlər və buna görə də, pnevmatik borudakı bir kapsul kimi, demək olar ki, heç bir müqavimət göstərmədən A-dan B-yə keçirlər. Bu davranış çox vaxt məhdud bir və ya iki ölçülü materiallarda baş verir.

Forschungszentrum Jülich və RWTH Aachen Universitetinin tədqiqatçıları indi real şəraitdə elektronların bu fərqli axını aşkarlaya bilən bir model hazırlayıblar. Əsər Physical Review Letters jurnalında Redaktorların Təklifi olaraq dərc edilib .

İkiölçülü topoloji materialların kənarları boyunca formalaşan ballistik elektron kanalları gələcək elektronika üçün yüksək perspektivli hesab olunur: onlar enerjiyə qənaət edən sxemlər və möhkəm kubitli kvant kompüterləri üçün əsas təşkil edə bilər.

Yeni yanaşma bir neçə onilliklər əvvəl Rolf Landauer tərəfindən hazırlanmış ballistik yüklərin daşınması nəzəriyyəsinə əsaslanır. Bununla belə, onun klassik modeli yalnız ideallaşdırılmış bir vəziyyəti təsvir edir – Landauer elektronların belə bir kanala yalnız uclarında girə və ya çıxa biləcəyini güman edirdi.

Yeni Jülich modeli isə daha da həlledici addım atır. Hesab edir ki, belə bir ballistik yük kanalı ayrı-ayrılıqda mövcud deyil, cərəyanın vurulduğu eyni şəkildə keçirici materialın kənarını təşkil edir. Beləliklə, elektronlar kanalın bütün uzunluğu boyunca daxil ola və ya çıxa bilər.

“Bu, bizə ilk dəfə olaraq belə kənar kanalların davranışını eksperimentlərdə əslində baş verənləri əks etdirəcək şəkildə təsvir etməyə imkan verir” deyə birinci müəllif Dr. Kristof Moors deyir.

Julichdəki Peter Grünberg İnstitutunda (PGI-9) postdoktorluq təqaüdündən sonra Belçikanın Leuven şəhərindəki Imec nanoelektronika tədqiqat mərkəzinə köçən Moors, “Nəzəriyyəmiz itkisiz, ballistik cərəyan axını müəyyən etmək və onu adi yük daşımalarından ayırmaq üçün istifadə edilə bilən fərqli imzalar da təqdim edir” dedi.Üst: Klassik Landauer modelinə görə, elektronlar heç bir enerji itkisi olmadan ballistik kanaldan bir ucdan digərinə axır. Aşağı: Kenar kanalının realistik Jülich modelinə görə, cərəyan bitişik 2D materiala vurulur və elektronlar kanala bütün uzunluğu boyunca daxil olur və çıxır. Kredit: Forschungszentrum Jülich

Model göstərir ki, iki ölçülü materialdan keçən cərəyan bir ballistik kanalın olması səbəbindən əsaslı şəkildə dəyişir. O, nanoölçülü zondlar və ya çox uclu skan edən tunel mikroskopları ilə birbaşa müşahidə edilə bilən xarakterik gərginlik paylamalarını proqnozlaşdırır. Bu, ballistik və dissipativ, yəni itkili cərəyanları eksperimental olaraq ayırmağa imkan verir, bu ekzotik keçirici kanalların mövcudluğunu şübhəsiz sübut etmək və gələcək cihazlar üçün istifadə etmək yolunda mühüm addımdır.

Ətraflı məlumat: Kristof Moors et al, Distributed Current Injection into a One-Dimensional Ballistic Edge Channel, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/l47r-plxq

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Jülich Araşdırma Mərkəzi tərəfindən təmin edilmişdir