Новости

11 февраля, 2021 19:38

Физики придумали квантовый переключатель для электроники

Источник: ТАСС
Ученые открыли необычный квантовый эффект, с помощью которого можно гибко управлять течением электрического тока. Об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда (РНФ) со ссылкой на статью в журнале Physical Review B.
Источник: Getty images
Олег Лычковский. Фото из личного архива
3 / 4
Источник: Getty images
Олег Лычковский. Фото из личного архива

"Чтобы оценить необычность этого эффекта, можно представить два сосуда с водой, дно которых соединено трубкой. Если уровень жидкости в них изначально разный, вода будет течь через трубку до тех пор, пока они не выровняются. Но если мы начинаем трясти трубку и если частота тряски превышает критическую, то тогда вода перестанет течь и разница между ее уровнями в сосудах сохранится", – рассказал один из авторов исследования, старший научный сотрудник Сколковского института науки и технологий Олег Лычковский.

В ходе исследования ученые экспериментировали с квантовыми точечными контактами. Так физики называют особые участки в электрических проводниках, ширина которых сопоставима с размерами атома или длиной волны, на которой колеблются электроны. Подобные структуры можно получить двумя путями – растягивая металлические проводники до тех пор, пока те не порвутся, или же встраивая в них слоистые структуры из полупроводников, через которые электроны могут двигаться только в двух направлениях.

Точечные контакты пропускают через себя строго фиксированные порции электронов. Размер этих порций зависит от напряжения, прикладываемого к контакту. Благодаря этому их можно использовать в качестве сверхчувствительных и точных датчиков заряда и ключевого компонента квантовых компьютеров.

Лычковский и его коллеги выяснили, что квантовый контакт можно превратить в переключатель, с помощью которого можно гибко управлять течением тока. Они просчитали, как электрические и магнитные поля влияют на движение носителей отрицательного электрического заряда через подобные структуры. В ходе работы они обнаружили неожиданное явление: если частота колебаний этих полей превышала некоторое критическое значение, то квантовый контакт переставал проводить ток.

Анализ этих выкладок показал, что аналогичным образом должны вести себя многие произвольные структуры такого рода. Эта особенность точечных контактов, как отмечают физики, позволяет использовать их в качестве квантовых переключателей, способствующих или мешающих движению тока в зависимости от силы прикладываемого к ним поля. У подобных устройств, по мнению Лычковского и его коллег, будет масса практических применений как в обычной, так и в квантовой электронике.

17 февраля, 2021
Новая технология уменьшит потери на выходе из волоконного световода
Чтобы повысить эффективность прохождения сигнала через оптоволокно, применяется его специальная ...
12 февраля, 2021
Предложен эффективный способ управления параметрами терагерцевого излучения
Ученые предложили новый способ управления поляризацией терагерцевого излучения. Он проще по сравнени...