قال الباحثون في مختبر أوك ريدج الوطني إن الاختراقات في المواد العازلة الطوبولوجية، التي لها خصائص عازلة داخليًا ولكن خصائص موصلة على السطح، لديها القدرة على تغيير مجالات الإلكترونيات المتقدمة والحوسبة الكمومية. يمكن لهذه النتائج أن تُحدث ثورة في مجال الإلكترونيات والحوسبة الكمومية.
تُظهر الصورة أعلاه طريقة جديدة للتحكم في الحالات الكمومية في المواد. يستحث المجال الكهربائي تبديل الاستقطاب في الركيزة الكهروضوئية، مما يؤدي إلى حالات مغناطيسية وطوبولوجية مختلفة. حقوق الصورة: مينا يون، فرناندو ريبوريدو، جاكلين ديمينك/ORNL، وزارة الطاقة الأمريكية
تعتبر المواد الطوبولوجية، التي تم اكتشافها في الثمانينيات، مرحلة جديدة من المواد، وقد فاز مكتشفوها بجائزة نوبل في عام 2016. وباستخدام مجال كهربائي فقط، تمكن باحثو ORNL من تحويل العوازل العادية إلى عوازل طوبولوجية مغناطيسية. تسمح هذه المادة الغريبة بتدفق التيار الكهربائي عبر سطحها وحوافها دون تبديد الطاقة. تسبب المجالات الكهربائية تغيرات في حالة المادة.
وقالت مينا يون من ORNL، التي قادت البحث: "هذا البحث يمكن أن يؤدي إلى العديد من التطبيقات العملية، مثل إلكترونيات الجيل التالي، والإلكترونيات السبينية، والحوسبة الكمومية".
قد تؤدي هذه المواد إلى إنتاج إلكترونيات عالية السرعة ومنخفضة الطاقة تستهلك طاقة أقل وتعمل بشكل أسرع من الإلكترونيات الحالية المعتمدة على السيليكون.
نشر علماء ORNL نتائج أبحاثهم في مواد ثنائية الأبعاد.