Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych piszą o swoich dokonaniach w Nature Communications. Najważniejszym elementem tej publikacji jest materiał, który nazwano metalem węzłowym Kramersa. Do jego powstania doszło po wprowadzeniu niewielkiej ilości indu do struktury opartej na tantalu i siarce. W takich okolicznościach powstał materiał kwantowy, który może zapewnić obiecujące perspektywy dla rozwoju elektroniki przyszłości.
Czytaj też: Nowy materiał kwantowy zachowuje się wbrew prawom fizyki. Naukowcy są w szoku
Takie urządzenia mogłyby cechować się przynajmniej dwiema korzyściami w porównaniu do obecnej generacji. Chodzi o zwiększoną wydajność działania oraz ograniczone zużycie energii. Metal węzłowy Kramersa cechuje się nietypową strukturą, przy udziale której elektrony są w stanie poruszać się w bardzo nietypowy sposób.
Disiarczek tantalu, do którego dodano ind, okazał się wykazywać krystaliczną symetrię materiału będącą kluczem do upragnionego postępu. Powstała struktura utorowała drogę do przemieszczania elektronów na podobnej zasadzie, jak auta poruszające się pasami autostrady prowadzącymi w przeciwnych kierunkach. W określonym punkcie dochodzi jednak do ich przecięcia, co autorzy określają mianem linii węzłowej.
Materiał kwantowy zaprojektowany przez przedstawicieli Rice University ma być dopiero początkiem: zastosowana metoda będzie bowiem wykorzystywana do identyfikacji jeszcze lepszych konfiguracji
Ze względu na wspomniane nadprzewodnictwo nowy materiał może przenosić energię elektryczną bez jakichkolwiek strat. Taka właściwość jest wysoce pożądana również w innych dziedzinach, z energetyką na czele. Mówi się też o potencjalnych postępach z zakresu technologii obliczeniowych, dlatego potencjalne korzyści mogłyby mieć dość obszerny zasięg.
Bardzo istotną częścią prowadzonych eksperymentów była identyfikacja najbardziej sprzyjającej konfiguracji. Pomogły w tym zaawansowane narzędzia, dzięki którym członkowie zespołu badawczego mogli badać mikroskopijne cząsteczki tworzące projektowany materiał. Wykonywali pomiary energii, ruchu i wirowania elektronów, które są kluczem do transportowania energii elektrycznej.
Czytaj też: Naukowcy złamali prawa fizyki? Niezwykły eksperyment z kulką wprawił ich w osłupienie
Nowy materiał kwantowy nie musi być ostatnim powstałym w takich okolicznościach. Oczywiście nie zmienia to faktu, że nawet z jego wykorzystaniem będzie można zapewnić kilka potencjalnych zastosowań, ale efekt końcowy potwierdza słuszność przyjętej strategii. W związku z tym będą prowadzone dalsze badania mające na celu identyfikację kolejnych materiałów.