Вчені відкрили новий квантовий стан, який збільшує провідність матеріалу в мільярди разів
Джерело:
Georgia TechДослідники з Технологічного інституту Джорджії заявили про відкриття нової квантової властивості, яка збільшує електричну провідність речовини відразу на дев'ять порядків. Цікаво, що мета у них була протилежна – створити діелектрик, який не проводить струм.
Насправді дослідники змогли досягти своєї початкової цілі. Вони створили діелектрик, однак він, як виявилось, володіє прихованими властивостями, які й перетворюють його самого на надпровідник. Ба більше, відбувається це дуже швидко.
Цікаво Чиста енергія забезпечує майже кожен будинок у Китаї
Як це працює
- Початковий матеріал під назвою Mn3Si2Te6 є сплавом кремнію, телуру і марганцю, який відлитий у восьмикутні комірки, розміщені у формі сот. Через це електрони переміщаються із зовнішнього боку цих осередків хаотичним чином, створюючи свого роду "затори", що заважає виникненню стабільної течії струму.
- Але за появи магнітного поля ситуація змінюється на протилежну й електрони починають швидко та впорядковано рухатися в одному напрямку.
- Працює це тільки в тому разі, якщо магнітне поле спрямоване строго перпендикулярно структурі матеріалу – будь-який інший кут подібного ефекту не створює.
Альтернативою магнітному полю може бути застосування електричного струму, однак у цьому випадку на зміну руху електронів потрібен значний час, до кількох хвилин.
Наявні теоретичні моделі не можуть пояснити цей феномен, тому вчені говорять про новий квантовий стан матерії.
Що відомо про Mn3Si2Te6
- Фізики вперше зацікавилися матеріалом Mn3Si2Te6 завдяки його унікальним електричним властивостям. Найбільше їх зацікавив так званий "магнітоопір" – надзвичайне посилення електропровідності матеріалу при накладенні магнітного поля.
- У більшості матеріалів застосування магнітного поля не змінює провідність. Однак у цьому випадку все інакше.
- Явище магнітоопору може масштабуватися до "гігантських" і "колосальних" змін провідності. Матеріал здатен поводитись як ізолятор (наприклад, пінополістирол), а може стати провідним, як металевий дріт.
- Така зміна не є чимось незвичайним. Матеріали з гігантським магнітоопором не є рідкістю і часто використовуються в комп'ютерах. Однак у всіх відомих сьогодні матеріалах він не змінює свою поведінку таким чином, щоб суттєво залежати від напрямку прикладеного магнітного поля. Цей новий матеріал у формі сот змінює.