美研究人员开发用于未来节能设备的新型超晶格材料

石溪大学的詹妮弗-卡诺博士等国际物理学家团队创造了一种由两种结构分层的新材料,形成了超晶格,在高温下这种超晶格是超高效的。绝缘子传导电流而无耗散和能量损失。这一发现在《自然物理学》上发表的一篇论文中详细阐述,可作为研究基础,促进新型、更节能的电导体的研发。

美研究人员开发用于未来节能设备的新型超晶格材料

该材料是在实验室室内创建和开发的。随着时间的流逝,原子会附着在其上,并且材料似乎会生长-类似于冰糖的形成方式。令人惊讶的是,它形成了一种新型的有序超晶格,研究人员对其进行了量子化电传输测试。

该研究围绕量子反常霍尔效应(QAHE)展开,它描述了一种绝缘体在其表面的离散通道中传导无耗散电流。由于QAHE电流在传输过程中不会损失能量,因此它类似于超导电流,如果实现产业化,有可能改善节能技术。

这项工作的主要进展是在超晶格中实现了更高温度的QAHE,研究表明这种超晶格通过电子辐照和热空位分布是高度可调谐的,从而为QAHE提出了一个可调谐的、更稳健的平台。

研究人员表示,他们可以将这个平台推广到其他拓扑磁体上。最终目标将是用该材料改造未来的量子电子学。

该研究得到了美国国家科学基金会的部分支持。

美研究人员开发用于未来节能设备的新型超晶格材料

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