Het ontwerpen van kwantummaterialen met exotische en ongekende elektrische eigenschappen heeft het veld van de fysica wemelt van de buzz. Onderzoekers van de Aalto Universiteit in Finland hebben nu een belangrijke wending in deze discussie gebracht door een amorf materiaal te ontwikkelen dat topologische supergeleiding vertoont. Tot dit punt, deze materialen hebben zeer regelmatige structuren nodig om de gewenste elektrische eigenschappen te vertonen.

De bevindingen, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , het veld een stap dichter bij de toepassing brengen. Topologische supergeleiders en isolatoren worden beschouwd als mogelijke bouwstenen van verliesvrije componenten voor kwantumcomputers. Hoewel topologische supergeleiders in de natuur misschien niet bestaan, ze kunnen worden gefabriceerd, zoals de studie aantoont.

"We hebben een methode gepresenteerd om topologische materialen te fabriceren in amorfe systemen met willekeurig geplaatste bestanddelen. Dit betekent dat we supergeleiding in het materiaal kunnen bereiken door magnetische atomen volledig willekeurig op een supergeleidend oppervlak te strooien, niet in sterk gedefinieerde en versierde roosters, bijvoorbeeld, ", legt promovendus Kim Pöyhönen uit.

De recente hausse op topologische supergeleiders komt voornamelijk voort uit een onconventioneel fenomeen op kwantumniveau, een collectieve beweging van vele individuele deeltjes die Majorana-fermion-excitaties worden genoemd. Ze zijn gezien als cruciale ingrediënten van topologische kwantumcomputers.

"Zeer onregelmatig worden, willekeurige systemen om te werken als topologische supergeleiders zullen hun fabricage en fabricage mogelijk veel gemakkelijker maken in vergelijking met de huidige methoden, " zegt onderzoeksgroepleider, Docent Teemu Ojanen.

Misschien voor nu, de implicaties van het willekeurige kwantummateriaal grenzen alleen aan fundamenteel onderzoek, maar dat zal misschien niet lang meer het geval zijn.

"Om topologische kwantummaterie zijn weg te laten vinden naar daadwerkelijke toepassingen, het is absoluut noodzakelijk dat we nog meer nieuwe kandidaten vinden voor amorfe topologische materialen, ’ stelt Ojanen.