Ускорит квантовые вычисления. В США сделали прорывное открытие о магнетизме сверхтонких частиц
Физики из MIT и их коллеги представили новые идеи об экзотических частицах, играющих ключевую роль в магнетизме сверхтонких материалов.
Исследование, опубликованное в журнале Physical Review X, может повлиять на будущую электронику и другие технологии. Ученые использовали мощный инструмент в Национальном источнике синхротронного света II в Брукхейвенской национальной лаборатории для изучения этих частиц, известных как экситоны.
Команда определила микроскопическое происхождение экситонов и показала, как их можно контролировать, химически «настраивая» материалы на основе никеля. Было установлено, что экситоны распространяются по всему объему материала, а не остаются привязанными к атомам никеля. Этот механизм также характерен для других материалов на основе никеля, что открывает возможности для создания новых материалов с уникальными электронными и магнитными свойствами.
«Мы разработали новое направление исследований магнитных двумерных материалов, используя передовой спектроскопический метод — резонансное неупругое рассеяние рентгеновских лучей (RIXS)», — сообщил Риккардо Комин, доцент кафедры физики MIT и руководитель работы.
Исследование сосредоточено на дигалогенидах никеля, которые состоят из слоев атомов никеля между слоями атомов галогенов. Физики изучили три материала с никелем и галогенами (хлор, бром, йод), которые обладают разнообразными магнитными свойствами. Команду интересовали экситоны и их связь с магнетизмом. Они выяснили, что экситоны могут «общаться» с помощью электростатических взаимодействий, образуя составные частицы.
Исследователи определили точные энергии света, необходимые для создания экситонов, и показали, что экситоны могут перескакивать между участками по всему кристаллу. Это открытие помогает лучше понять взаимодействие экситонов с магнитными свойствами материалов и может привести к новым приложениям в квантовых вычислениях и датчиках.
Работа MIT помогает предсказать новые материалы с экситонами, которые могут обладать интересными свойствами. Это исследование закладывает основу для дальнейшего изучения и контроля экзотических частиц в различных материалах.
