Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
© chalmers Komponenter | 14 december 2015

Chalmers med genombrott inom topologiska isolatorer

Forskare på Chalmers har för första gången rapporterat elektrisk uppmätning av spinnström på ytan av en topologisk isolator vid rumstemperatur, genom att använda en ferromagnetisk detektor.
Material i fast tillstånd delades traditionellt upp i tre klasser: ledare, halvledare och isolatorer. Nyligen har en ny klass av material föreslagits och tagits fram – topologiska isolatorer – där både isolerande och ledande egenskaper kan finnas samtidigt i samma material. Topologiska isolatorer är isolerande inne i materialet, men ledande på ytan, med mindre resistans än konventionella material.

Detta är möjligt på grund av den unikt starka växelverkan mellan elektronernas spinn- och banrörelsemängdsmoment, med tillhörande tidssymmetri. Växelverkan är så stark att elektronernas spinn blir låst vinkelrätt mot rörelsemängden, vilket genererar en polariserad spinnström på ytan av den topologiska isolatorn när man applicerar ett elektriskt fält.

Dessa spinnpolariserade elektroner på ytan har ingen effektiv massa, och är extremt motståndskraftiga mot de flesta störningar från defekter eller orenheter. De kan möjliggöra spridningsfria spinnströmmar.

Forskarna på Chalmers har för första gången uppmätt spinnström elektriskt vid rumstemperatur, på ytan av den topologiska isolatorn vismutselenid (Bi2Se3), med hjälp av ferromagnetiska tunnelkontakter. Sådana kontakter är kända för att vara mycket känsliga för spinnpolarisering, och känner av Bi2Se3-ytan genom att mäta upp magnetoresistansen mellan parallell och antiparallell riktning av spinnströmmen och den ferromagnetiska magnetiseringen.

– Nyckelfaktorerna för de här resultaten vid rumstemperatur är topologiska isolatorkristaller av hög kvalitet och spinnkänsliga ferromagnetiska tunnelkontakter som förberetts noggrant genom nanoframställning i renrum, förklarar André Dankert, som är artikelns huvudförfattare.

Kommentarer

Vänligen notera följande: Kritiska kommentarer är tillåtna och till och med uppmuntrade. Diskussioner är välkomna. Verbala övergrepp, förolämpningar, rasistiska och homofobiska kommentarer är inte tillåtna och sådana inlägg kommer att raderas.
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2017-11-14 20:30 V8.8.9-1