Teknologi Nano

Nanoteknologi Sekarang – Siaran Pers: Material kuantum: Spin elektron diukur untuk pertama kalinya

Stempel Waktu: 25 Juni 2023 10: 20 PM
Node Sumber: 2566014

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Beranda > Tekan > Material kuantum: Spin elektron diukur untuk pertama kalinya

Tiga perspektif permukaan tempat elektron bergerak. Di sebelah kiri adalah hasil percobaan, di tengah dan di sebelah kanan adalah pemodelan teoretis. Warna merah dan biru mewakili ukuran kecepatan elektron. Baik teori maupun eksperimen mencerminkan simetri kristal, sangat mirip dengan tekstur keranjang “kagome” tradisional Jepang.
University of Bologna

Abstrak:
Sebuah tim peneliti internasional untuk pertama kalinya berhasil mengukur putaran elektron dalam materi – yaitu, kelengkungan ruang tempat elektron hidup dan bergerak – dalam “bahan kagome”, kelas baru bahan kuantum.

Bahan kuantum: Spin elektron diukur untuk pertama kalinya

Bologna, Italia | Diposting pada 9 Juni 2023

Hasil yang diperoleh – dipublikasikan di Nature Physics – dapat merevolusi cara bahan kuantum dipelajari di masa depan, membuka pintu bagi perkembangan baru dalam teknologi kuantum, dengan kemungkinan aplikasi di berbagai bidang teknologi, dari energi terbarukan hingga biomedis, dari elektronik hingga komputer kuantum.

Sukses dicapai oleh kolaborasi ilmuwan internasional, di mana Domenico Di Sante, profesor di Departemen Fisika dan Astronomi "Augusto Righi", berpartisipasi untuk Universitas Bologna sebagai bagian dari proyek penelitian Marie Curie BITMAP. Ia bergabung dengan rekan-rekannya dari CNR-IOM Trieste, Ca' Foscari University of Venice, University of Milan, University of Würzburg (Jerman), University of St. Andrews (UK), Boston College dan University of Santa Barbara (USA).

Melalui teknik eksperimental canggih, menggunakan cahaya yang dihasilkan oleh akselerator partikel, Synchrotron, dan berkat teknik modern untuk memodelkan perilaku materi, para ilmuwan dapat mengukur putaran elektron untuk pertama kalinya, terkait dengan konsep topologi.

“Jika kita mengambil dua objek seperti bola sepak dan donat, kita melihat bahwa bentuk spesifiknya menentukan sifat topologi yang berbeda, misalnya karena donat memiliki lubang, sedangkan bola tidak,” jelas Domenico Di Sante. “Demikian pula, perilaku elektron dalam material dipengaruhi oleh sifat kuantum tertentu yang menentukan pemintalannya dalam materi di mana mereka ditemukan, serupa dengan bagaimana lintasan cahaya di alam semesta dimodifikasi oleh kehadiran bintang, lubang hitam, gelap. materi, dan energi gelap, yang membengkokkan ruang dan waktu.”

Meskipun karakteristik elektron ini telah diketahui selama bertahun-tahun, hingga saat ini belum ada yang dapat mengukur "putaran topologi" ini secara langsung. Untuk mencapai hal ini, para peneliti mengeksploitasi efek tertentu yang dikenal sebagai "dichroism melingkar": teknik eksperimental khusus yang hanya dapat digunakan dengan sumber sinkrotron, yang mengeksploitasi kemampuan bahan untuk menyerap cahaya secara berbeda tergantung pada polarisasinya.

Para sarjana secara khusus berfokus pada "bahan kagome", kelas bahan kuantum yang namanya berasal dari kemiripannya dengan jalinan jalinan benang bambu yang membentuk keranjang tradisional Jepang (disebut, memang, "kagome"). Bahan-bahan ini merevolusi fisika kuantum, dan hasil yang diperoleh dapat membantu kita mempelajari lebih lanjut tentang sifat magnet, topologi, dan superkonduktor khusus mereka.

“Hasil penting ini dimungkinkan berkat sinergi yang kuat antara praktik eksperimental dan analisis teoretis,” tambah Di Sante. “Para peneliti teoretis tim menggunakan simulasi kuantum yang canggih, hanya mungkin dengan penggunaan superkomputer yang kuat, dan dengan cara ini memandu rekan eksperimental mereka ke area spesifik material di mana efek dikroisme melingkar dapat diukur.

Kajian tersebut dipublikasikan di Nature Physics dengan judul “Flat Band Separation and Robust Spin Berry Curvature in Bilayer Kagome Metals”. Penulis pertama studi ini adalah Domenico Di Sante, seorang peneliti di Departemen Fisika dan Astronomi “Augusto Righi” di Universitas Bologna. Dia bekerja dengan para sarjana dari CNR-IOM of Trieste, Ca' Foscari University of Venice, University of Milan, University of Würzburg (Jerman), University of St. Andrews (UK), Boston College dan University of Santa Barbara (AS).

####

Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini