Skip to content
Home » Technische oppervlakte-atomaire structuren voor elektronica van de volgende generatie

Technische oppervlakte-atomaire structuren voor elektronica van de volgende generatie

    Technische oppervlakte-atomaire structuren voor elektronica van de volgende generatie
    Geconstrueerde atomaire oppervlaktestructuren voor elektronica van de volgende generatie

    Fig. 1 (a) Kristalstructuur van SmB6 en het vicinale oppervlak dat in deze studie is gebruikt. (b) Verkregen elektronendiffractiepatroon van de anisotrope oppervlakte-superstructuur. De verschillende intensiteiten van de gemarkeerde vlekken (ononderbroken cirkel en gestippelde cirkel) komen overeen met de anisotropie van het oppervlak. (c) Fermi-oppervlak van TSS verkregen door ARPES. Het beeld heeft een tweevoudige symmetrie, wat niet consistent is met de bulk viervoudige symmetrie. Krediet: Yoshiyuki Ohtsubo, Shin-ichi Kimura

    Onderzoekers van de Universiteit van Osaka hebben ontdekt dat de elektronische oppervlaktestructuur van samariumhexaboride, afkomstig uit de topologie van de elektronische bulkstructuur, kan worden gecontroleerd door de oppervlakteconditie te veranderen. Hun bevindingen kunnen leiden tot nieuwe technologieën voor elektronica met een hogere snelheid.


    Topologisch beschermde vormen, zoals een Möbius-strook, kunnen niet worden gewijzigd zonder ze te verbreken via methoden zoals snijden. Onderzoekers van de Universiteit van Osaka hebben een nieuwe manier ontwikkeld om elektronische oppervlaktestructuren te veranderen, waardoor de topologische bescherming wordt omzeild.

    Natuurkundigen zijn van mening dat metalen oppervlaktetoestanden van topologische isolatoren zeer stabiel zijn omdat de oppervlaktetoestanden worden beschermd door de golffunctiesymmetrie van de massale elektronische structuur. Deze eigenschap is een belangrijk voordeel voor toegepaste producten die in verschillende omgevingen worden gebruikt; deze eigenschap betekent echter ook dat het moeilijk is om de toestand van het oppervlak te regelen op basis van iemands doel.

    “Dit werd als voordelig beschouwd, bijvoorbeeld om besmettingseffecten te voorkomen”, zegt hoofdauteur Yoshiyuki Ohtsubo, “maar we hebben ontdekt dat de topologisch beschermde oppervlaktetoestanden kunnen worden gecontroleerd door de oppervlaktesymmetrie te wijzigen zonder de binnenkant aan te raken, wat zal een nieuwe controlemethode zijn voor topologische elektronische toestanden die nuttig zijn voor kwantumcomputers en andere geavanceerde technologieën.”

    Een baanbrekend resultaat van dit onderzoek is dat de elektronische structuur van een licht gekanteld oppervlak vanuit het bulkvlak van symmetrie van monokristallijn samariumhexaboride (SmB6) is niet dezelfde symmetrie als de bulk. Dit resultaat geeft aan dat een andere topologische oppervlaktetoestand is gecreëerd door deze nieuwe atomaire oppervlaktestructuur te fabriceren.

    “Met andere woorden, de elektronische structuur van het oppervlak en de geleidende eigenschap kunnen worden gecontroleerd door middel van fabricagemethoden”, legt Shin-Ichi Kimura, senior auteur, uit. “Dit zal dienen als een methode om topologisch beschermde elektronische structuren en hun fysieke eigenschappen te controleren.”

    Dit onderzoeksresultaat heeft onthuld dat de topologische oppervlakte-elektronische toestand, waarvan werd gedacht dat deze “strikt” werd bepaald door bulksymmetrie, vele vrijheidsgraden heeft en “flexibel” kan worden gecontroleerd door de atomaire structuur van het oppervlak te manipuleren. Deze prestatie zal naar verwachting worden toegepast op apparaten van de volgende generatie met een laag stroomverbruik en hoge snelheid die dezelfde elektronische toestand gebruiken, evenals op informatieoverdracht in kwantumcomputers.

    Het artikel, “Uitsplitsing van in bulk geprojecteerde isotropie in elektronische oppervlaktetoestanden van topologische Kondo-isolator SmB6(001),” werd gepubliceerd in Natuurcommunicatie.


    Het debat beslechten: de elektronische oppervlaktetoestanden van samariumhexaboride oplossen


    Informatie:
    Yoshiyuki Ohtsubo et al, Uitsplitsing van in bulk geprojecteerde isotropie in elektronische oppervlaktetoestanden van topologische Kondo-isolator SmB6(001), Natuurcommunicatie (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33347-0

    Geleverd door de Universiteit van Osaka

    citaten: Engineering oppervlakte-atomaire structuren voor elektronica van de volgende generatie (2022, 30 september) opgehaald op 30 september 2022 van https://phys.org/news/2022-09-surface-atomic-next-generation-electronics.html

    Op dit document rust copyright. Afgezien van een eerlijke handel ten behoeve van eigen studie of onderzoek, mag niets worden gereproduceerd zonder schriftelijke toestemming. De inhoud wordt uitsluitend ter informatie verstrekt.