Elektros srovės laidininkai, pavyzdžiui, varis, įšyla, o tai apriboja galimybę didinti grandinių tankį. Neįprastos medžiagos, pasižyminčios vadinamuoju kvantiniu sukinių Holo efektu, kuris leidžia srovei tekėti neišskiriant šilumos, galėtų būti rimta alternatyva įprastiniams metalams. Tačiau manoma, jog vidiniai defektai, pavyzdžiui, magnetinės priemaišos, gali sutrikdyti srovės tekėjimą. Visai neseniai tyrėjų grupė iš Japonijos ir JAV teoriškai įvertino, jog įrenginiai, pagaminti iš šių alternatyviųjų medžiagų, yra netikėtai atsparūs magnetinėms priemaišoms.
Kai tik 2005 metais buvo aprašytas kvantinis sukinių Holo efektas, labai greitai pasisekė jį aptikti eksperimentiškai plonose puslaidininkio gyvsidabrio telūrido plėvelėse. Efektas pasireiškia tuo, kad plėvelės paviršiumi cirkuliuoja dvi priešingų krypčių elektros srovės, kurių elektronų sukiniai taip pat orientuoti priešingomis kryptimis (žr. paveikslėlį). Kiekviena srovė savo savybėmis primena kvantinę vielutę. Srovės yra atsparios sklaidymui, todėl jos sugeba tekėti neišskirdamos šilumos.
Kadangi tokios būsenos sukuriamos tiktai esant itin žemai temperatūrai, norint, kad iš tokių medžiagų pagaminti prietaisai būtų praktiški, būtina jas tobulinti. Yra žinoma, jog magnetiniai laukai gali sutrikdyti šias būsenas, tad fizikai buvo įsitikinę, jog magnetinės priemaišos, pavyzdžiui, pavieniai geležies atomai, išsimėtę šalia plėvelės paviršiaus, sukels lygiai tokį patį poveikį.
„Mes norėjome geriau suprasti, kaip briaunų būsenų laidumą gali paveikti magnetinės priemaišos“, – pasakoja darbo bendraautoris Akiras Furusakis (Akira Furusaki) iš RIKEN Pažangiųjų mokslų instituto (Japonija). Kitos mokslininkų grupės nustatė, kaip briaunos būsenos yra sklaidomos, kuomet savo kelyje sutinka priemaišą, ir padarė išvadą, jog toks susidūrimas gerokai sumažintų sukinių Holo efekto pagrindu veikiančio prietaiso laidumą.
A. Furusakis, naudodamas tą patį teorinį modelį, kartu su savo kolegomis pakartojo skaičiavimus, tačiau įskaitė srovės priklausomybę nuo dažnio. Jie panaudojo vadinamąjį spartos lygties artinį, kuriame srovė yra gaunama sprendžiant pagrindinę lygtį, aprašančią magnetinės priemaišos, kuri sklaido briaunos būsenas, laikinę evoliuciją. Kadangi tyrėjai išsiaiškino, jog magnetinės priemaišos iš tikrųjų nekeičia laidumo (tai galioja bent jau nuolatinėms srovėms), jie padarė išvadą, kad kvantinis sukinių Holo efektas turėtų būti kur kas atsparesnis magnetinių priemaišų poveikiui, nei buvo manoma iki šiol.
A. Furusakis ketina išplėsti teorinį modelį, kad galėtų „nagrinėti briaunos būsenų stabilumą esant stipriai elektronų sąveikai, mat tuomet turėtų pasireikšti trupmeninis kvantinis sukinių Holo efektas“.
Paieška archyve
