新的量子态将材料的导电性提高了10亿分之一

来源：cnBeta 　2023-02-27 18:35:46

(资料图片)

乔治亚理工大学的科学家们在一种古怪的材料中发现了一种新的量子状态。在一个从未在其他事物中见过的现象中，研究小组发现，施加一个磁场使该材料的导电性增加了10亿分之一。众所周知，一些材料会随着磁场的变化而改变其导电性，这种特性被称为磁阻。但是在新的研究中，这种材料以令人难以置信的程度这样做，表现出巨大的磁阻。

"作为理论物理学家，我们开发新型的数学模型，"Itamar Kimchi说。"当在质量上很难理解任何东西在实验数据中如何有意义时--当有一些质量上令人震惊的东西时--我们试图提出这种基本图景。"

这种材料是一种锰、硅和碲的合金，其形式是以蜂窝状排列的八角形单元，并堆积成片。电子在这些八角形的外面移动，但是当没有施加磁场的时候，它们会向随机的方向移动，造成交通堵塞。这有效地使该材料像一个绝缘体。

但是，当施加磁场时，电子开始在一个固定的方向移动，允许它们快速流动并产生电流。这使得它成为一个非常有效的导体--事实上，它的导电性增加了七个量级。换句话说，这是一个10亿分之1的提升。

最耐人寻味的是，这种开关只有在磁场垂直于材料表面的情况下才起作用。在所有其他已知的显示磁阻的材料中，磁场的角度对效果的强度没有任何区别。

该研究的作者Itamar Kimchi说："这种现象违背了所有现有的理论模型和实验先例。"

在其他实验中，研究小组发现，开关也可以通过施加电流而被触发，这发生的速度较慢，需要几秒钟或几分钟才能完成转换。

研究小组说，这第二个版本可以更直接地适用于量子设备，如计算机、传感器和通信系统。但在此之前，需要进行更多的研究来更好地了解这种新的量子状态，并调查其他可能以同样方式工作的材料。

这项研究发表在《自然》杂志上。

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