Физики освоили контроль над хиральностью электронов в топологических материалах

Команда физиков из Городского колледжа Нью-Йорка под руководством Лии Крусин-Эльбаум представила инновационный подход к манипуляции релятивистскими электронными структурами в магнитных вейлевских полуметаллах. Исследователи применили катионы водорода (H+) для управления уникальными состояниями материалов, где электроны ведут себя как безмассовые частицы — фермионы Вейля, обладающие хиральностью, связанной с их спином и импульсом.

В рамках экспериментов с магнитным материалом MnSb?Te? учёные обнаружили возможность контролировать и усиливать хиральность электронного транспорта посредством внедрения ионов водорода. Это открывает возможность изменять энергетические ландшафты — известные как узлы Вейля — внутри материала. Выводы исследования предоставляют новые перспективы в создании квантовых устройств и развитии надёжных квантовых вычислений.

Регулирование узлов Вейля с помощью H+ устраняет нарушения связей Mn-Te и минимизирует рассеяние между узлами. В лабораторных условиях команда проводила угловые измерения электрического транспорта, выявив различие в движении электрических зарядов при изменении направления магнитного поля, создавая оптимальные токи с низким уровнем потерь.

«Ключевое достижение этой работы — расширение границ проектирования топологических квантовых материалов beyond естественных образцов. Настраиваемые структуры, модифицированные водородом или другими лёгкими элементами, открывают путь к потенциально революционным приложениям в грядущих квантовых устройствах», — подчеркивает профессор Крусин-Эльбаум.

Учёные акцентируют внимание на том, что предложенная методика универсальна и может значительно повысить потенциал топологических магнитов в грядущей квантовой электронике.

Источник: iXBT