Een team van internationale natuurkundigen, waaronder Jennifer Cano, doctoraat, van de Stony Brook-universiteit, heeft een nieuw materiaal gecreëerd, gelaagd door twee structuren, een superrooster vormen, dat bij een hoge temperatuur een superefficiënte isolator is die stroom geleidt zonder dissipatie en verloren energie. de bevinding, gedetailleerd in een paper gepubliceerd in Natuurfysica , zou de basis kunnen zijn van onderzoek dat leidt tot nieuwe, betere energiezuinige elektrische geleiders.

Het materiaal wordt gemaakt en ontwikkeld in een laboratoriumkamer. Na verloop van tijd hechten atomen eraan en het materiaal lijkt te groeien - vergelijkbaar met de manier waarop kandijsuiker wordt gevormd. Verrassend genoeg, het vormt een roman geordend superrooster, die de onderzoekers testen op gekwantiseerd elektrisch transport.

De onderzoekscentra rond het Quantum Anomalous Hall Effect (QAHE), die een isolator beschrijft die dissipatieloze stroom geleidt in discrete kanalen op zijn oppervlakken. Omdat QAHE-stroom tijdens het reizen geen energie verliest, het is vergelijkbaar met een supergeleidende stroom en heeft het potentieel als het wordt geïndustrialiseerd om energie-efficiënte technologieën te verbeteren.

"De belangrijkste vooruitgang van dit werk is een QAHE bij hogere temperatuur in een superrooster, en we laten zien dat dit superrooster zeer afstembaar is door elektronenbestraling en thermische leegstandsverdeling, waardoor een afstembaar en robuuster platform voor de QAHE wordt gepresenteerd, " zegt Kano, Assistent-professor bij de afdeling Natuur- en Sterrenkunde aan de Hogeschool voor Kunsten en Wetenschappen van de Stony Brook University en ook een aangesloten Associate Research Scientist bij het Centre for Computational Quantum Physics van het Flatiron Institute.

Cano en collega's zeggen dat ze dit platform kunnen uitbreiden naar andere topologische magneten. Het uiteindelijke doel zou zijn om toekomstige kwantumelektronica te helpen transformeren met het materiaal.

Het gezamenlijke onderzoek wordt geleid door City College of New York onder leiding van Lia Krusin-Elbaum, doctoraat Het onderzoek wordt mede ondersteund door de National Science Foundation (subsidienummers DMR-1420634 en HRD-1547830).