Bizme, nr. 10 (październik 2012)

Page 9

bizme

To jest jeden z pomysłów do czego te metaliczne powierzchnie izolatorów topologicznych mogą być użyte. Z tego punktu widzenia każdy nowy materiał jest bardzo ważny. A nasz ma bardzo dużą ruchliwość elektronów i dużo lepiej przewodzi prąd niż dotychczas znane izolatory topologiczne. To wszystko zaklęte jest w kształcie sześciennych kostek, czyli kryształów o takiej samej strukturze przestrzennej jaką ma sól kuchenna.

To będzie centralny punkt, który będzie trzeba wykonać z subtelnością liczoną w pojedynczych atomach, a jednocześnie produkowany w milionach egzemplarzy.

Czym zatem jest opracowanie tego materiału? Kontynuacją wielu lat pracy naukowców na całym świecie. Same kryształy to jest rzeczywiście dużej rangi odkrycie. Dotychczas ta dziedzina była bardzo prosta. Od dawna wiemy, że mamy materiały, które dobrze przewodzą prąd elektryczny. Są to przede wszystkim najbardziej znane metale, czyli miedź czy złoto. Mamy też izolatory, dzięki którym prąd płynie tylko tam gdzie trzeba. Pośrednią pozycję zajmują półprzewodniki, które mogą przewodzić prąd elektryczny w sposób ściśle kontrolowany technologicznie. To z półprzewodników właśnie (przede wszystkim krzemu) budowane są procesory komputerów i inne układy elektroniczne. Wszystkim wydawało się, że te trzy grupy są dobrze określone. Mieliśmy do ich opisu opracowany bardzo dobry model teoretyczny, tzw. teorię pasmową ciał stałych, która odpowiada na pytanie, który materiał będzie izolatorem, który metalem, a który półprzewodnikiem. Co najważniejsze, teoria ta opisuje poprawnie właściwości fizyczne krzemu, najważniejszego materiału elektronicznego, który znajdziemy we wszystkich współczesnych komputerach. Dlatego w zasadzie nikt nie spodziewał się, że są możliwe jeszcze nowe rzeczy. Wszystko zmieniło się około 5 lat temu, gdy pojawiły się przewidywania teoretyczne, że istnieje klasa izolatorów, które mogą mieć na swojej powierzchni metaliczne przewodnictwo. Inaczej mówiąc w środku kryształu nie płynie prąd, tak jak w izolatorze, ale na powierzchni jest możliwy jego przepływ. Mówimy, że jest tam

9


Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.