Qinglin’in Kuantum Malzeme Bilimleri Merkezi Grubu, Fizik Okulu, Chern izolatörlerinde resiprookal olmayan Coulomb sürüklemesinin ilk gözlemini bildirdi. Bu atılım, manyetik topolojik sistemlerde Coulomb etkileşimlerini keşfetmek için yeni yollar açar ve bu tür malzemelerdeki kuantum durumlarını anlamamızı arttırır. Çalışma şurada yayınlandı Doğa İletişimi.
Coulomb sürükleme, bir iletkendeki bir akım, uzun menzilli Coulomb etkileşimleri yoluyla yakındaki, elektriksel olarak yalıtımlı bir iletkende ölçülebilir bir voltaja neden olduğunda ortaya çıkar.
Chern izolatörleri, içsel mıknatıslanma ve kiral kenar durumları nedeniyle harici manyetik alanlar olmadan nicelenmiş bir salon etkisi gösteren manyetik topolojik malzemelerdir.
Araştırma, uzun zamandır keşfedilmemiş bir bölge olarak kalan bir manyetik Chern yalıtkanında, resiprocal olmayan Coulomb sürüklemesine ilk baskıyı işaret ediyor. Kuantum dalgalanmalarının ve etkileşimlerinin yeni yönlerini ortaya çıkaran topolojik kuantum malzemeleri hakkında bilgi verir. Çalışma ayrıca kuantum durumları için (kubitlerle ilgili) temassız bir algılama yöntemi sağlayarak topolojik kuantum bilgi işlemini ilerletmektedir.
Araştırmacılar, saf Coulomb bağlantısını (tünelleme yok) sağlamak için yüksek sıcaklık kuantum anormal salon (QAH) etkisi için optimize edilmiş bir moleküler ışın epitaksi (MBE) yetiştirilmiş V katkılı (BI, SB) ₂te₃ kullandılar. Kuantum anormal salon etkisi (QAH) geçişlerini keşfetmek için ultra düşük sıcaklık (20 mk) ve dikey manyetik alanlar kullanıldı.
Araştırmacılar uzunlamasına (Vₓₓ) ve enine (Vₓᵧ) sürükleme voltajlarını ölçtüler; IV eğrileri (atış gürültüsünü ve dalgalanma rejimlerini ayırt etmek için); ve sıcaklık/güç hukuku ölçeklendirmesi (mezoskopik kökenini doğrulamak için).
Temel bulgular şunları içerir:
- Boyuna sürükleme: Akım/manyetik alan yönüne bakılmaksızın sabit polarite düzeltme davranışını gösterir.
- Enine sürükleme: mıknatıslanma yönüne bağlıdır; Kiral kenar durumu birleştirme ile ortaya çıkar.
- Mekanizma: Mezoskopik dalgalanmalar düşük T’de (T² ölçeklendirme) hakim olurken, atış gürültüsü daha yüksek önyargıda görünür ve doğrusal olmayan davranışa katkıda bulunur.
Chern izolatörleri, resiprookal olmayan kuantum taşıma fenomenleri için umut verici platformlar olarak hizmet edebilir. Bulgular, topolojik kuantum hesaplamada anahtar bir bileşen olan majorana tabanlı kubit interferometrisinin gelişimini desteklemektedir. Bu araştırma, ölçeklenebilir ve sağlam kuantum cihazlar oluşturmak için kritik olan kuantum durumlarının temassız tespitini sağlar. Ayrıca, düşük güçlü, kiral elektronik cihazların tasarımına katkıda bulunan mıknatıslama dinamikleri hakkında yeni bilgiler sunar.
