เมื่อ 2 ปีก่อน ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ในสหรัฐอเมริกาได้เริ่มเปิดสาขา โดยค้นพบว่ากราฟีน 2 ชั้นที่หักล้างกันด้วยมุมเล็กๆ สามารถรองรับสถานะอิเล็กตรอนที่เป็นฉนวนและตัวนำยิ่งยวด แพลตฟอร์มอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่นี้ ขนานนามว่ากราฟีน “มุมมหัศจรรย์” ประกาศจุดเริ่มต้นของแนวทางใหม่โดยพื้นฐานสำหรับวิศวกรรมอุปกรณ์ ตอนนี้นักวิจัยนำ
อีกครั้ง
ด้ขยายการบิด “มายากล” ไปยังระบบกราฟีนอื่น: กราฟีน บิดทำจากแผ่น ที่ไม่ตรงแนวของคาร์บอนหนาอะตอมแทนที่จะเป็นชั้นเดียว ระบบซึ่งสามารถปรับได้โดยการใช้สนามไฟฟ้า สามารถใช้เพื่อตรวจสอบปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอนที่รุนแรงซึ่งนำไปสู่ปรากฏการณ์ต่างๆ
เช่น ตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิสูงและเฟสควอนตัมที่สัมพันธ์กันและเพื่อนร่วมงานสร้าง กราฟีนมุมมหัศจรรย์ชิ้นแรกโดยการนำคาร์บอน 2 มิติ สองแผ่นมาวางซ้อนกันเพื่อสร้างโครงตาข่ายลายมัวเร เมื่อพวกเขาบิดแผ่นเหล่านี้เพื่อให้มุมที่ไม่ตรงแนวระหว่างแผ่นเป็น 1.1° พวกเขาสังเกตเห็นผลที่ไม่คาดคิดสอง
อย่าง อย่างแรกคือด้วยการใช้แรงดันไฟฟ้า พวกเขาสามารถปรับระบบไฟฟ้าเพื่อให้มันกลายเป็นฉนวนที่สัมพันธ์กัน (“Mott”) การเปลี่ยนไปใช้ฉนวน Mott นี้เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในตาข่ายมัวเร ซึ่งหมายความว่าวัสดุที่มักจะนำไฟฟ้าไม่สามารถทำได้อีกต่อไป เนื่องจากการผลักกัน
อย่างรุนแรงระหว่างอิเล็กตรอนผลกระทบที่สองที่พวกเขาค้นพบก็คือ ด้วยการใช้สนามไฟฟ้าขนาดเล็กเพิ่มเติม (และเพิ่มพาหะประจุเพิ่มเติมอีกสองสามตัว) เข้ากับฉนวนนี้ พวกเขาสามารถปรับจูนกราฟีนซูเปอร์แลตทิซเพื่อให้กลายเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ 1.7 เคลวิน ทั้งตัวฉนวนและตัว เอฟเฟกต์ของตัวนำยิ่งยวด
หายไปเมื่อบิดมุมที่ใหญ่ขึ้นหรือเล็กลงเล็กน้อยจุดเริ่มต้นของทวิสต์ทรอนิกส์ ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นจุดเริ่มต้นของวงการบิดโทรนิกส์ ซึ่งการเชื่อมต่อที่อ่อนแอระหว่างชั้นต่างๆ ของวัสดุ 2D ต่างๆ ถูกนำมาใช้เพื่อจัดการกับคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุเหล่านั้น โดยเพียงแค่เปลี่ยนมุมระหว่างชั้นต่างๆ
หลังจาก
การค้นพบนี้ นักวิจัยยังได้รายงานเกี่ยวกับตัวนำยิ่งยวดและฉนวน Mott ในระบบอื่นที่คล้ายคลึงกัน รวมถึงชั้น ของกราฟีนสามชั้นบนโบรอนไนไตรด์ 2 มิติ และกราฟีนสี่ชั้นที่บิดเป็นเกลียว อธิบายว่ากราฟีน แบบบิด ที่ศึกษาในงานล่าสุดนั้นมีแนวคิดคล้ายกับกราฟีนแบบ bilayer แบบบิดเกลียว
อธิบาย ยกเว้นว่ามันเกี่ยวข้องกับกราฟีนสี่ชั้นแทนที่จะเป็นสองชั้น ในระบบนี้ ชั้นบนสุดและชั้นล่างสุดยังคงเรียงตัวสัมพันธ์กัน และมีเพียงส่วนต่อประสานระหว่างชั้นกลางทั้งสองเท่านั้นที่บิดเบี้ยว วงดนตรีอิเล็กทรอนิกส์แบนๆที่มุมบิดประมาณ 1 ถึง 1.5° TBBG มีแถบอิเล็กทรอนิกส์ “แบน”
ในสเปกตรัมพลังงานซึ่งพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนถูกระงับอย่างมาก ในคำอธิบายง่ายๆ ที่ไม่โต้ตอบ หมายความว่าอิเล็กตรอน “ไม่กระจายตัว” นั่นคือ ไม่ว่าพลังงานจะถูกอัดเข้าไปในอิเล็กตรอนมากเพียงใด อิเล็กตรอนจะไม่ขยับเขยื้อน “พฤติกรรมของอิเล็กตรอนที่สัมพันธ์กันจะปรากฏขึ้นเมื่อเราเพิ่มอันตรกิริยา
แถบแบนยังเกิดขึ้นในกราฟีน ที่บิดและคิดว่าเกี่ยวข้องกับการผลิตตัวนำยิ่งยวดในระบบเหล่านี้ด้วย ความแตกต่าง “เราสามารถเปิดและปิดสถานะฉนวนที่สัมพันธ์กันได้เพียงแค่ใช้สนามไฟฟ้า ยิ่งไปกว่านั้น สถานะที่สัมพันธ์กันเหล่านี้ดูเหมือนจะมีสถานะกราวด์โพลาไรซ์แบบสปินที่แตกต่างกัน
เมื่อเปรียบเทียบกับกราฟีนสองชั้นแบบบิด ดังที่เราพบในการตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กที่แปลกประหลาด” การค้นพบนี้ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในNatureทำให้ TBBG เป็นแพลตฟอร์มใหม่และสะดวกสำหรับการศึกษาฟิสิกส์ที่สัมพันธ์กันอย่างมากในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก เขากล่าว
เมื่อเข้าใจแล้ว
ฟิสิกส์นี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการสร้างตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิสูงรุ่นต่อไปและวัสดุควอนตัมที่สัมพันธ์กัน“ผลงานของเราเกี่ยวกับ แสดงให้เห็นอีกครั้งว่าพฤติกรรมของซูเปอร์แลตติซที่ดูเรียบง่ายซึ่งดูเหมือนทำจากคาร์บอนเพียงอย่างเดียวนั้นสมบูรณ์เพียงใด” กล่าวเสริม
“การขยายความสามารถในการปรับสนามไฟฟ้าไปยังการกำหนดค่าอื่น ๆ ของระบบกราฟีนแบบบิดและแพลตฟอร์มวัสดุที่บิดเบี้ยวอื่น ๆ อาจทำให้เราสามารถค้นพบขั้นตอนควอนตัมที่แปลกใหม่ในอนาคตได้”
อย่างไรก็ตาม เราพบสถานะฉนวนที่สัมพันธ์กันใกล้กับมุมเหล่านี้ในการทดลองของเรา”
เช่นเดียวกับในกรณีของโฟตอนลดหลั่น หรือโดยการเลือกสถานะที่เหมาะสมจากตัวอย่างการทดลองที่ใหญ่กว่า ผลลัพธ์ล่าสุดจากระบบควอนตัมซึ่งอาศัยนิวเคลียสแมกเนติกเรโซแนนซ์ในตัวอย่างจำนวนมากได้แสดงให้เห็นการพัวพันของการหมุนของอนุภาค แต่สิ่งเหล่านี้สอดคล้องกับการเลือกสถานะบริสุทธิ์
หลอกจากชุดระบายความร้อน สัญญาณจึงลดลงอย่างทวีคูณตามจำนวนการหมุนที่เพิ่มขึ้นจากความคืบหน้าของการทดลองที่ NIST และที่อื่น ๆ ดูเหมือนว่าเป็นไปได้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับดักไอออนที่มีมากถึง 10 qubits จะถูกสร้างขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ระบบเหล่านี้จะเป็นสนามเด็กเล่น
สำหรับการทดสอบพื้นฐานยุคใหม่สำหรับกลศาสตร์ควอนตัม และจะอนุญาตให้มีการสาธิตองค์ประกอบพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการคำนวณด้วยควอนตัม เช่น การแก้ไขข้อผิดพลาด นอกจากนี้ ควรเป็นไปได้ที่จะสร้างเครือข่ายคอมพิวเตอร์ควอนตัมกับดักไอออนขนาดเล็กหลายเครื่องเข้าด้วยกันผ่านช่องแสง
ที่เชื่อมต่อด้วยไฟเบอร์ สิ่งนี้แสดงให้เห็นสถานการณ์ของการคำนวณควอนตัมแบบกระจายบนเครือข่าย
แม้ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่จะอยู่ในอนาคตอันไกล แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดเล็กเหล่านี้จะจัดหาฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับการสื่อสารด้วยควอนตัม
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
