Araştırmacılar, görünmez malzeme özelliklerini kullanarak yararlı kusurlara neden olmanın yeni bir yolunu gösteriyor

23 Aralık 2022 (Nanowerk Haberleri) Modern elektronik ve bilgi işlem teknolojisinin çoğu tek bir fikre dayanmaktadır: elektriği iletme yeteneklerini değiştirmek için yarı iletkenlere kimyasal safsızlıklar veya kusurlar ekleyin. Bu değiştirilmiş malzemeler daha sonra dijital hesaplama, transistörler ve diyotlar için temel oluşturan cihazları üretmek için farklı şekillerde birleştirilir. Aslında, bazı kuantum bilgi teknolojileri benzer bir prensibe dayanmaktadır: malzemelere kusurlar ve belirli atomlar eklemek, kuantum hesaplamanın temel bilgi depolama birimleri olan kübitleri üretebilir. Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi'nde makine bilimi ve mühendisliği profesörü ve Illinois Kuantum Bilgi Bilimleri ve Teknoloji Merkezi üyesi Gaurav Bahl, tasarlanmış malzemelerdeki özel doğrusal olmayan özelliklerin, kasıtlı eklemelere gerek kalmadan benzer işlevleri nasıl elde edebileceğini araştırıyor. kusurlar. Araştırma grubunun makalesinde bildirdiği gibi Physical Review Letters (“Doğrusal Olmayan Bir Rezonatör Zincirinde Kendiliğinden Kaynaklanan Dirac Sınır Durumu ve Sayısallaştırma”), bir meta malzeme, girişin güç seviyesine bağlı olarak işlevselliğini kendi başına değiştirebilir. Illinois/IQUIST araştırmacıları, görünmez malzeme özelliklerini kullanarak faydalı kusurlara neden olmanın yeni bir yolunu gösteriyor. (Resim: Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi'ndeki Grainger Mühendislik Fakültesi) A metamalzeme doğal atomlardan yapılmış gerçek malzemelerin davranışını kopyalayan yapay bir sistemdir. Araştırmacılar, davranışı Dirac malzemesi adı verilen özel bir tür yarı iletkene benzer bir yapı oluşturdular. Manyetik etkileşimlerin tek boyutlu bir kristaldeki atomlar arasındaki bağlar gibi davrandığı bir manyetik-mekanik rezonatör zincirinden oluşuyordu. Bu "atomlardan" herhangi biri mekanik olarak uyarıldığında, yani periyodik olarak hareket ettirildiğinde, uyarım tıpkı bir yarı iletkene enjekte edilen elektronlar gibi kristalin geri kalanına yayıldı. Tamamen tekdüze bir Dirac meta malzemesinin mekanik uyarılmaların geçmesine izin vermediğini gösterdikten sonra (tıpkı elektronların yalıtkan yarı iletkenden akmasının yasak olması gibi), araştırmacılar sisteme belirli bir dizi doğrusal olmayan durum getirdi. Bu yeni özellik, mekanik uyarım düzeyine hassasiyet kattı ve manyeto-mekanik atomların rezonans enerjisini ustaca değiştirebilir. Doğru doğrusal olmama seçimi ile araştırmacılar, bir girdinin ne kadar güçlü sağlandığına bağlı olarak yalıtkan davranıştan iletken davranışa keskin bir geçiş gözlemlediler. Bu merak uyandıran davranış, Dirac malzemelerinin görünmez bir iç özelliği olan mekanik uyarımın etkin kütlesinin, uyarım düzeyine bağlı olarak bir işaret değişikliğine uğradığı yeni bir sınırın kendiliğinden ortaya çıkmasından kaynaklandı. Araştırmacılar, bu sınıra, sınırda "birdenbire ortaya çıkan" ve girdi enerjisinin malzemeden geçmesine izin veren yeni bir durumun eşlik ettiğini görünce şaşırdılar. Bu etki, kusurlu bir atomun bir yarı iletken içinde nasıl hareket ettiğine çok benziyordu. ” Kusur durumları ve özel atomlar eklediğimizde, diğer istenmeyen etkilere yol açabilen malzemenin tekdüzeliğini bozarız. Bununla birlikte, bu çalışmada kullanılan Dirac kütlesi gibi görünmez bir özellik aracılığıyla talep üzerine bir kusur durumunun oluşturulabildiği malzemeler, ihtiyaç duyuldukları yerde dinamik olarak üretilebilecek kübitleri vaat ettiği kuantum bilgi sistemleri için derin etkilere sahiptir. Bir sonraki zorluk, bu etkiyi kopyalayabilen doğal atomlara dayalı gerçek malzemeleri bulmak veya sentezlemektir.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62072.php