En base per trobar noves maneres d'estendre l'electrònica més enllà de l'ús del silici, els físics estan experimentant amb altres propietats dels electrons, que van més enllà de la càrrega elèctrica.
 |
| https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/ 800/2018/newtrafficru.jpg |
Cal imaginar que s'està en un món on els electrons són de color vermell o blau i els camins que circulen els electrons, també són de color vermell o blau. En aquest escenari, només es permet als electrons viatjar per carreteres del mateix color, de manera que, un electró blau hauria de convertir-se en un electró vermell per recórrer la carretera vermella.
Fa dos anys, l'equip de Zhu va demostrar que podien construir camins codificats per colors de dos sentits en un material anomenat grafè bicapa. A causa de la seva codificació de colors, aquestes carreteres són topològiques. En l'estudi actual, els investigadors van fer una intersecció de quatre direccions on la codificació dels colors de les carreteres es va connectar a l'altre costat. Per tant, donada una situació on un cotxe blau que viatja cap al nord arriba a aquesta cruïlla i descobreix que a l'altre costat de la intersecció, les carreteres del nord estan de color vermell. Si l'electró no pot canviar de color, està prohibit seguir viatjant.
 |
| https://news.psu.edu/sites/default/files/styles/threshold-992/public/jun-zhu-figure.jpg?itok=IGMG7bTj |
Aquests camins són en realitat guies d'ona electrònica creades per portes definides amb extrema precisió utilitzant la tecnologia de la litografia de feix d'electrons d'última generació. Els colors són en realitat l'índex dels cotxes, i la codificació de color de les carreteres està controlada per la topologia de les guies d'ona, de manera anàloga a les normes de conduir per l'esquerra o per la dreta en diferents països. El canvi del color dels cotxes requereix "dispersió", que es minimitza a l'experiment per habilitar el control del trànsit .
El que s'ha aconseguit, és una vàlvula topològica que utilitza un nou mecanisme per controlar el flux d'electrons. Això forma part d'un camp d'electrònic anomenat Valleytronics. En aquest experiment, el control de la topologia i el tancament del moment dels electrons, és el que el fa funcionar.
Durant l'estudi, els investigadors es van preguntar que passava amb el cotxe blau, si aquest no podia seguir viatjant endavant?
Aquesta divisió controlada, s'anomena "divisor de feix", que és comú per a la llum, però no es fa fàcilment amb electrons. Zhu i Li es van entusiasmar amb aquest control que han aconseguit per les seves vies de codi de color, ja que permeten experimentar amb experiments més avançats.
 |
| https://www.sciencedaily.com/images/2016/08/160829111253_1_540x360.jpg |
La creació del dispositiu requereix molts passos i una litografia de feix electrònic bastant complicada. Afortunadament, les instal·lacions de nanofabricació de l'estat de Penn State i un equip de personal de suport professional han permès fer-ho.
El proper repte de l'equip de Zhu serà intentar construir els seus dispositius per funcionar a temperatura ambient i no a temperatures molt fredes, com actualement es necessiten.
L'enfocament que es va aplicar per fer que aquest dispositiu sigui escalable, va se que si el grafè de bicapa de gran superfície i el nitrur de bor hexagonals estan disponibles, es pot fer una ciutat de carreteres topològiques i fer circular electrons en els llocs on es necessita anar i sense resistència.
Font: Pennsylvania State University
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada