అయస్కాంతత్వంలో పురోగతి క్వాంటం కంప్యూటింగ్ మరియు సూపర్ కండక్టర్లను మార్చగలదు

లో ప్రచురించబడిన ఫలితాలు నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్ అక్టోబర్ 30, FeSn యొక్క అయస్కాంత లక్షణాలు స్థానికీకరించిన ఎలక్ట్రాన్ల నుండి ఉత్పన్నమవుతాయని, ఇది మొబైల్ ఎలక్ట్రాన్ల శాస్త్రవేత్తలు ఇంతకు ముందు భావించినట్లు కాదు. ఈ ఆవిష్కరణ కాగోమ్ లోహాలలో అయస్కాంతత్వం గురించి ఇప్పటికే ఉన్న సిద్ధాంతాలను సవాలు చేస్తుంది, దీనిలో సంచరించే ఎలక్ట్రాన్లు అయస్కాంత ప్రవర్తనను నడిపించగలవని భావించారు. అయస్కాంతత్వంపై కొత్త దృక్పథాన్ని అందించడం ద్వారా, పరిశోధనా బృందం యొక్క పని క్వాంటం కంప్యూటింగ్ మరియు సూపర్ కండక్టర్ల వంటి అధునాతన సాంకేతిక అనువర్తనాల కోసం అనుకూల లక్షణాలతో పదార్థాల అభివృద్ధికి మార్గనిర్దేశం చేస్తుంది.

“ఈ పని క్వాంటం మెటీరియల్స్ యొక్క ఉద్భవిస్తున్న లక్షణాలపై మరింత ప్రయోగాత్మక మరియు సైద్ధాంతిక అధ్యయనాలను ప్రేరేపిస్తుందని, ఈ సమస్యాత్మక పదార్థాలు మరియు వాటి సంభావ్య వాస్తవ-ప్రపంచ అనువర్తనాలపై మన అవగాహనను మరింతగా పెంచుతుందని భావిస్తున్నారు” అని భౌతిక శాస్త్రం మరియు ఖగోళ శాస్త్రం మరియు రైస్ అకాడమీ సీనియర్ అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ యి అన్నారు. తోటి.

మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ మరియు యాంగిల్-పరిష్కార ఫోటోఎమిషన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీని మిళితం చేసే అధునాతన సాంకేతికతను ఉపయోగించి, పరిశోధకులు అధిక-నాణ్యత FeSn సన్నని ఫిల్మ్‌లను సృష్టించారు మరియు వాటి ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని విశ్లేషించారు. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా, కగోమ్ ఫ్లాట్ బ్యాండ్‌లు విడిపోయి ఉన్నాయని వారు కనుగొన్నారు, ఇది స్థానికీకరించిన ఎలక్ట్రాన్‌లు పదార్థంలో అయస్కాంతత్వాన్ని నడిపించే సూచిక. ఈ ఎలక్ట్రాన్ సహసంబంధ ప్రభావం ఎలక్ట్రాన్ ప్రవర్తన కాగోమ్ అయస్కాంతాలలో అయస్కాంత లక్షణాలను ఎలా ప్రభావితం చేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడానికి సంక్లిష్టత యొక్క కొత్త పొరను జోడిస్తుంది.

కొన్ని ఎలక్ట్రాన్ కక్ష్యలు ఇతరులకన్నా బలమైన పరస్పర చర్యలను చూపించాయని కూడా అధ్యయనం వెల్లడించింది, ఐరన్-ఆధారిత సూపర్ కండక్టర్లలో గతంలో గమనించిన సెలెక్టివ్ బ్యాండ్ రీనార్మలైజేషన్ అని పిలువబడే ఈ దృగ్విషయం, ఎలక్ట్రాన్ పరస్పర చర్యలు కాగోమ్ అయస్కాంతాల ప్రవర్తనను ఎలా ప్రభావితం చేస్తాయనే దానిపై తాజా దృక్పథాన్ని అందిస్తోంది.

“మా అధ్యయనం కాగోమ్ అయస్కాంతాలలో అయస్కాంతత్వం మరియు ఎలక్ట్రాన్ సహసంబంధాల మధ్య సంక్లిష్ట పరస్పర చర్యను హైలైట్ చేస్తుంది మరియు ఈ ప్రభావాలు వాటి మొత్తం ప్రవర్తనను రూపొందించడంలో అతితక్కువగా ఉండవని సూచిస్తున్నాయి” అని రైస్ అకాడమీ జూనియర్ ఫెలో రెన్ చెప్పారు.

FeSn యొక్క అవగాహనను అభివృద్ధి చేయడం కంటే, పరిశోధన సారూప్య లక్షణాలతో కూడిన పదార్థాలకు విస్తృత చిక్కులను కలిగి ఉంది. ఫ్లాట్ బ్యాండ్‌లు మరియు ఎలక్ట్రాన్ సహసంబంధాలపై అంతర్దృష్టులు అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్లు మరియు టోపోలాజికల్ క్వాంటం కంప్యూటేషన్ వంటి కొత్త సాంకేతికతల అభివృద్ధిని ప్రభావితం చేయగలవు, ఇక్కడ అయస్కాంతత్వం మరియు టోపోలాజికల్ ఫ్లాట్ బ్యాండ్‌ల పరస్పర చర్య క్వాంటం లాజిక్ గేట్‌లుగా ఉపయోగించబడే క్వాంటం స్థితులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఈ అధ్యయనంలో సహకరించిన వరి పరిశోధకులలో డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్ మరియు ఖగోళ శాస్త్ర పోస్ట్‌డాక్టోరల్ అసోసియేట్‌లు మరియు గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులు జియాన్‌వీ హువాంగ్, అనన్య బిస్వాస్, యిచెన్ జాంగ్, యాయోఫెంగ్ క్సీ, జికిన్ యూ, లీ చెన్, ఫాంగ్ క్సీ, కెవిన్ అల్లెన్, హాన్ వు మరియు క్యురుయి రెన్; జునిచిరో కోనో, కార్ల్ ఎఫ్. హాసెల్‌మాన్ ఇంజినీరింగ్ ప్రొఫెసర్ మరియు స్మాలీ-కర్ల్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ డైరెక్టర్; ఎమిలియా మొరోసన్, ఫిజిక్స్ అండ్ ఖగోళ శాస్త్రం, కెమిస్ట్రీ మరియు మెటీరియల్ సైన్స్ మరియు నానో ఇంజినీరింగ్ ప్రొఫెసర్; Qimiao Si, హ్యారీ C. మరియు ఓల్గా K. వైస్ ఫిజిక్స్ అండ్ ఆస్ట్రానమీ ప్రొఫెసర్; మరియు పెంగ్‌చెంగ్ డై, సామ్ మరియు హెలెన్ వోర్డెన్ ఫిజిక్స్ అండ్ ఆస్ట్రానమీ ప్రొఫెసర్.

వీజ్‌మాన్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ సైన్స్‌లో కండెన్స్డ్ మ్యాటర్ ఫిజిక్స్ విభాగానికి చెందిన హెంగ్‌క్సిన్ టాన్ మరియు బింఘై యాన్ ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న సహకారులు; న్యూ టెక్నాలజీస్ రీసెర్చ్ సెంటర్, వెస్ట్ బోహేమియా విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన అకీ పుల్కినెన్ మరియు జాన్ మినార్; నేషనల్ సింక్రోట్రోన్ లైట్ సోర్స్ II, బ్రూక్‌హావెన్ నేషనల్ ల్యాబ్‌కు చెందిన అనిల్ రాజపితామహుని, ఆసిష్ కె. కుందు మరియు ఎలియో వెస్కోవో; మరియు లాస్ అలమోస్ నేషనల్ లాబొరేటరీలో సైద్ధాంతిక విభాగానికి చెందిన జియాన్-జిన్ ఝూ మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ నానోటెక్నాలజీల కేంద్రం.

US డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ, రాబర్ట్ A. వెల్చ్ ఫౌండేషన్, గోర్డాన్ మరియు బెట్టీ మూర్ ఫౌండేషన్ యొక్క EPiQS ఇనిషియేటివ్, రైస్ అకాడమీ ఆఫ్ ఫెలోస్, ఎయిర్ ఫోర్స్ ఆఫీస్ ఆఫ్ సైంటిఫిక్ రీసెర్చ్ మరియు వన్నెవర్ బుష్ ఫ్యాకల్టీ ఫెలోషిప్ ఈ అధ్యయనానికి మద్దతునిచ్చాయి.