Rays Universitetindən fiziklər Ming Yi və Emilia Morosanın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, daha güclü və enerjiyə qənaət edən elektron cihazları işə sala bilən unikal elektron xüsusiyyətlərə malik yeni material hazırlayıb.

Kramers nodal xətti metalı kimi tanınan material, tantal və kükürd əsaslı laylı birləşməyə az miqdarda indium daxil etməklə istehsal edilmişdir. İndiumun əlavə edilməsi kristal quruluşun simmetriyasını dəyişdirir və nəticə Kramers nodal xətti davranışı ilə əlaqəli yeni fiziki xüsusiyyətləri təşviq edir. Nature Communications -da dərc olunan araşdırma , enerji itkisi az olan elektronikaya doğru bir addımdır və daha davamlı texnologiyalara yol açır.

“Bizim işimiz gələcək elektronika üçün arzuolunan xüsusiyyətlərə malik yeni kvant materiallarının kəşfi və layihələndirilməsi üçün aydın bir yol təqdim edir” dedi fizika və astronomiya kafedrasının dosenti Yi.

Yeni materialın yaradılması

Tədqiqatçılar aşkar etdilər ki, tantal disulfidə (TaS₂) az miqdarda indium əlavə etdikdə, materialın altında yatan kristal simmetriya dəyişdi və bu, yüksək və aşağı fırlanan elektronların avtomobil yolunda əks istiqamətlərə gedən avtomobillər kimi, impuls məkanında fərqli yolları izlədiyi unikal qorunan modelə gətirib çıxardı. Bu, iki yol Kramers nodal xəttində birləşənə qədər baş verir.

Bu yeni material həm də superkeçirici xüsusiyyətlər nümayiş etdirərək enerji itkisi olmadan elektrik enerjisini daşımaq qabiliyyətini nümayiş etdirdi. Bu ikili xüsusiyyət enerji sistemlərini və hesablama texnologiyalarını təkmilləşdirə bilən topoloji superkeçiricilərin inkişafına imkan verə bilər.

Fizika və astronomiya, elektrik və kompüter mühəndisliyi və kimya professoru və Kvant Materialları üzrə Rays Mərkəzinin direktoru Morosan, “Bu xüsusi xüsusiyyətlər üçün zəruri olan ciddi simmetriya şərtlərinə cavab verən materialın layihələndirilməsi çətin idi, lakin nəticələr faydalı oldu” dedi.

Komanda optimal xassələri müşahidə etmək üçün müxtəlif kompozisiyalarla sınaqdan keçirib. Tətbiq olunan maqnit sahələrində spinlə həll olunan bucaqlı fotoemissiya spektroskopiyası və elektrik nəqliyyatı kimi qabaqcıl vasitələrdən istifadə edərək, materialın içərisindəki kiçik hissəcikləri araşdırdılar. Bu texnika onlara elektrik enerjisini daşımaqdan məsul olan hissəciklər olan elektronların enerjisini, hərəkətini və spinini ölçməyə imkan verirdi.

“Təcrübələrimiz göstərir ki, biz materialın xüsusiyyətlərini onun topoloji xüsusiyyətlərini vurğulamaq üçün dəqiq şəkildə tənzimləyə bilərik, bu, gələcək tətbiqlər üçün çox vacibdir” dedi Raysın doktorantı və tədqiqatın birinci müəllifi Yichen Zhang.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1748583080&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-super-material-powerful-energy-electronics.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM3LjAuNzE1MS41NSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzcuMC43MTUxLjU1Il0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1748583080278&bpp=4&bdt=168&idt=65&shv=r20250528&mjsv=m202505220101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1748582897%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1748582897%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1748582897%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C1200x280&nras=1&correlator=8510867191298&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2506&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092756%2C95353387%2C95360391%2C95360813%2C95360814%2C42533294%2C95361617%2C95362170&oid=2&pvsid=7336074186259020&tmod=422077717&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=2&fsb=1&dtd=196

Tapıntılar

Nəticələrinin etibarlılığını təmin etmək üçün onlar eksperimental müşahidələri mürəkkəb birinci prinsipli nəzəri hesablamalarla birləşdirdilər. Nəzəri proqnozlar eksperimental məlumatlara uyğunlaşdırılaraq materialın elektron topologiyası haqqında daha dərindən məlumat verir.

Smalley-Curl İnstitutunun direktoru və tədqiqatın həmmüəllifi Junichiro Kono deyir ki, Kramers nodal xətti metalının xüsusiyyətlərini aşkar edərək, Yi və Morosanın komandası təkcə kvant materialları haqqında anlayışı genişləndirmir, həm də transformativ aşağı enerjili elektron texnologiyalara yol açır.

“Bu təməlqoyma işi Smalley-Curl İnstitutunu müəyyən edən innovasiya ruhunu nümunə göstərir” dedi Kono. ” Materiyada yeni kvant davranışlarını araşdırmaq üçün fizika, materialşünaslıq və mühəndisliyi bir araya gətirərək, bir çox sahələrdə intizamlararası əməkdaşlığı inkişaf etdirmək missiyamızı inkişaf etdirir .”

Tədqiqatçılar deyirlər ki, bu kəşf yalnız başlanğıcdır və onlar texnologiya və elmdə irəliləyişlərə səbəb ola biləcək daha da diqqətəlayiq xüsusiyyətləri aşkar etmək üçün bu yeni materialları tədqiq etməyə davam etməyə can atırlar.

“Hələ araşdırılası çox şey var və biz bu yeni materialın təqdim edəcəyi gələcək imkanlar üçün həyəcanlıyıq” dedi Raysın doktorantı və tədqiqatın birinci müəllifi Yuxiang Gao.

Daha çox məlumat: Yichen Zhang et al, Kramers nodal lines in intercalated TaS2 superconductors, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60020-z

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Rays Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir