主要的石墨烯突破:无磁性自旋电流可以增强量子计算

Tu Delft的科学家在不使用任何磁场的情况下解锁了石墨烯中的关键量子效应,为超薄的量子电路铺平了道路。通过将石墨烯分层在特殊的磁性晶体上,它们创建了稳定的自旋电流,沿材料边缘传播。这些电流通过电子的旋转传递信息,这是[...]

来源:SciTechDaily
集成在芯片中的基于石墨烯的自旋电子器件中量子自旋霍尔效应的艺术想象图。蓝色和红色球体是沿着石墨烯边缘行进的自旋向上和自旋向下的电子。石墨烯下方是层状磁性材料 CrPS4。图片来源:ScienceBrush、Talieh Ghiasi

代尔夫特理工大学的科学家在不使用任何磁场的情况下解锁了石墨烯中的关键量子效应,为超薄量子电路铺平了道路。

石墨烯

通过将石墨烯分层在特殊的磁性晶体上,他们创造了沿着材料边缘传播的稳定自旋电流。这些电流通过电子自旋携带信息,这一特性可以为更快、更节能的电子设备提供动力,并彻底改变量子计算。这种无磁体方法使得构建强大的自旋电子器件成为可能,该器件足够小以适合下一代芯片。

量子计算

无磁量子自旋霍尔突破

量子物理学家 Talieh Ghiasi 刚刚证明,石墨烯无需任何外部磁铁即可产生量子自旋霍尔 (QSH) 效应。在这种状态下,电子毫不费力地沿着材料的边缘滑动,而它们的所有自旋都指向相同的方向。

“自旋是电子的一种量子力学特性,它就像电子携带的微小磁铁,指向上方或下方,”Ghiasi 解释道。 “我们可以利用电子自旋在所谓的自旋电子器件中传输和处理信息。此类电路有望实现下一代技术,包括更快、更节能的电子产品、量子计算和先进的存储设备。”

片上集成自旋电子学

到目前为止,研究人员需要庞大的磁场来检测石墨烯中的自旋电流,这种方法永远不适用于日常电子产品。

代尔夫特理工大学(荷兰代尔夫特理工大学)研究员 Talieh Ghiasi。图片来源:Talieh Ghiasi
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拓扑保护的自旋信号

超薄量子电路之路

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