Ученые открыли новое квантовое состояние, увеличивающее проводимость материала в миллиарды раз
Источник:
Georgia TechИсследователи из Технологического института Джорджии заявили об открытии нового квантового свойства, увеличивающего электрическую проводимость вещества сразу на девять порядков. Интересно, что цель у них была противоположная – создать диэлектрик, не проводящий ток.
На самом деле исследователи смогли достичь своей первоначальной цели. Они создали диэлектрик, однако он, как оказалось, обладает скрытыми свойствами, которые и превращают его самого в сверхпроводник. Более того, происходит это очень быстро.
Интересно Чистая энергия обеспечивает почти каждый дом в Китае
Как это работает
- Первоначальный материал под названием Mn3Si2Te6 является сплавом кремния, теллура и марганца, который отлит в восьмиугольные ячейки, размещенные в форме сот. Поэтому электроны перемещаются с внешней стороны этих ячеек хаотическим образом, создавая своего рода "пробки", что мешает возникновению стабильного течения тока.
- Но при появлении магнитного поля ситуация изменяется на противоположную, и электроны начинают быстро и упорядоченно двигаться в одном направлении.
- Работает это только в том случае, если магнитное поле направлено строго перпендикулярно структуре материала – любой другой угол подобного эффекта не создает.
Альтернативой магнитному полю может быть применение электрического тока, однако в этом случае на изменение движения электронов требуется значительное время до нескольких минут.
Имеющиеся теоретические модели не могут объяснить этот феномен, поэтому ученые говорят о новом квантовом состоянии материи.
Что известно о Mn3Si2Te6
- Физики впервые заинтересовались материалом Mn3Si2Te6 благодаря его уникальным электрическим свойствам. Больше всего их заинтересовало так называемое "магнитосопротивление" – чрезвычайное усиление электропроводности материала при наложении магнитного поля.
- В большинстве материалов применение магнитного поля не меняет проводимость. Однако в этом случае все иначе.
- Явление магнитосопротивления может масштабироваться до "гигантских" и "колоссальных" изменений проводимости. Материал может вести себя как изолятор (например, пенополистирол), а может стать проводимым, как металлическая проволока.
- Такое изменение не является чем-то необычным. Материалы с гигантским магнитосопротивлением не являются редкостью и часто используются в компьютерах. Однако во всех известных сегодня материалах он не изменяет свое поведение таким образом, чтобы существенно зависеть от направления прикладываемого магнитного поля. Этот новый материал в форме сот меняет.