Анизотропное обменное взаимодействие двух кубитов со спином дырок

Исследователи из Базельского университета и NCCR SPIN добились первого контролируемого взаимодействия между двумя кубитами со спином дырок в обычном кремниевом транзисторе. Квантовому компьютеру для выполнения вычислений нужны "квантовые ворота". Они представляют собой операции, которые манипулируют кубитами и связывают их друг с другом. Как сообщают исследователи в журнале Nature Physics, им удалось соединить два кубита и вызвать контролируемый переворот одного из их спинов в зависимости от состояния спина другого — известный как управляемый переворот спина. Связь двух спиновых кубитов основана на их обменном взаимодействии, которое происходит между двумя неразличимыми частицами, взаимодействующими друг с другом электростатически. Удивительно, но обменная энергия дырок не только электрически управляема, но и сильно анизотропна.

Настраиваемые квантовые аномальные эффекты Холла в ферромагнитных гетероструктурах Ван-дер-Ваальса

Посредством систематических расчетов исследовательская группа физиков предсказывает, что квантовый аномальный эффект Холла (QAHE), индуцированный как плоскостной, так и внеплоскостной намагниченностью, может быть достигнут в рамках единой материальной системы, состоящей из связанных монослоев Ван-дер-Ваальса Bi и MnBi₂Te₄. Применяя деформацию, магнитное поле или скручивая материалы, можно вызвать значительные изменения в магнитных и топологических свойствах системы, что приводит к легко настраиваемым состояниям QAHE. Это исследование не только обеспечивает практическую материальную платформу для топологической электроники, но и открывает новые пути для дальнейшего экспериментального и теоретического исследования квантового аномального эффекта Холла.

Гигантское вращение Фарадея в атомно тонких полупроводниках

В недавнем исследовании немецкие и индийские физики показали, что ультратонкие двумерные материалы, такие как диселенид вольфрама, могут поворачивать поляризацию видимого света на несколько градусов на определенных длинах волн в небольших магнитных полях, подходящих для использования в чипах. Ученые из Мюнстерского университета (Германия) и Индийского института научного образования и исследований (IISER) в Пуне (Индия) опубликовали свои выводы в журнале Nature Communications. Чип компьютерного процессора содержит миллиарды переключающих элементов. Таким образом, работа немецко-индийской группы является шагом вперед в разработке миниатюрных оптических изоляторов из 2D-материалов, которые имеют толщину всего несколько атомных слоев и в сто тысяч раз тоньше человеческого волоса.

Квантовая электроника показала, что заряд в двухслойном графене распространяется как свет

Международная исследовательская группа под руководством Гёттингенского университета экспериментально продемонстрировала, что электроны в встречающемся в природе двухслойном графене движутся как частицы без какой-либо массы, точно так же, как распространяется свет. Более того, они показали, что ток можно «включать» и выключать, что имеет потенциал для разработки крошечных энергоэффективных транзисторов — таких как выключатель света в доме, но на наноуровне. Это свойство быстро движущихся электронов было теоретически предсказано еще в 2009 году, но учёным потребовалось значительно улучшить качество образцов. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.

Сбалансированный квантовый резистор Холла

Исследователи из Вюрцбургского университета разработали метод, который может улучшить характеристики стандартов квантового сопротивления. Он основан на квантовом аномальном эффекте Холла (QAHE). В тонких слоях и при достаточно больших магнитных полях сопротивление Холла (напряжение Холла делить на ток) начинает развиваться дискретными ступенями со значениями ровно h/ne², где h — постоянная Планка, e — элементарный заряд, а n — целое число. Это известно как квантовый эффект Холла, поскольку сопротивление зависит только от фундаментальных констант природы (h и e), что делает его идеальным стандартным резистором. Особенностью QAHE является то, что он позволяет квантовому эффекту Холла существовать при нулевом магнитном поле.

Квантовая интерференция повышает производительность одномолекулярных транзисторов

Разработан одномолекулярный транзистор, который использует квантовую интерференцию для управления потоком электронов. Транзистор, описанный в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology, открывает новые возможности использования квантовых эффектов в электронных устройствах. Проводящий канал транзистора представляет собой один порфирин цинка, молекулу, способную проводить электричество. Порфирин зажат между двумя графеновыми электродами, и когда к электродам прикладывается напряжение, поток электронов через молекулу можно контролировать с помощью квантовой интерференции. Новый транзистор стабилен и имеет очень высокий коэффициент включения/выключения. Подпороговое колебание транзистора 140 mV/dec, что лучше, чем у других аналогов и сравнимо с устройствами из углеродных нанотрубок.

Прямое наблюдение расщепления альтермагнитных зон в тонких пленках CrSb

В сотрудничестве с группой теоретиков под руководством профессора Хайро Синовой и доктора Либора Шмейкала физик-экспериментатор доктор Сонка Реймерс и ее коллеги из лаборатории профессора Матиаса Кляуи в Институте физики Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU) продемонстрировали альтермагнитное расщепление электронных зон, связанных со спиновой поляризацией в CrSb. «Масштаб этого явления, наблюдаемого в хорошем проводнике и при комнатной температуре, является необычайным и многообещающим с точки зрения электронного применения альтермагнетиков», — сказал профессор Мартин Журдан, координатор исследования, недавно опубликованного в журнале Nature Communications.

Магнитное состояние некоторых материалов можно переключать с помощью поверхностно-индуцированной деформации

Манипулировать ферромагнетиками легко: достаточно просто приложить внешнее магнитное поле, чтобы повлиять на его внутренние магнитные свойства. С антиферромагнетиками это невозможно, но выход есть: можно работать с поверхностной деформацией. Учёным удалось переключить спины в антиферромагнитном материале с помощью поверхностной деформации. Эксперименты с диоксидом урана показали, что с помощью механического напряжения можно немного сжать кристаллическую решетку , и этого достаточно, чтобы переключить магнитный порядок материала.

Объявлены лауреаты премии Президента в области науки и инноваций для молодых учёных за 2023 год

Объявлены лауреаты премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых за 2023 год. Награду получили Сусанна Гордлеева, Сергей Павлушин и Ольга Якубович. Имена лауреатов на пресс-конференции объявили помощник Президента Андрей Фурсенко и председатель Координационного совета по делам молодёжи в научной и образовательной сфере Совета при Президенте по науке и образованию Никита Марченков. Размер премии Президента РФ в области науки и инноваций для молодых ученых — 5 млн руб. Ее присуждают с 2008 года молодым российскими ученым и специалистам за значительный вклад в развитие отечественной науки, разработку образцов новой техники и технологий, обеспечивающих инновационное развитие экономики и социальной сферы, а также укрепление обороноспособности страны.

Устойчивая переключаемая поляризация и связанные электронные характеристики оксида цинка, легированного магнием

Новое исследование Университета Флиндерс и Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, опубликованное в журнале ACS Nano, исследует переключаемую поляризацию в новом классе совместимых с кремнием оксидов металлов и прокладывает путь для разработки передовых устройств, включая хранение данных с высокой плотностью хранения, электронику со сверхнизким энергопотреблением, гибкие устройства сбора энергии и носимые устройства.