EO

Topologische supergeleider in zicht

31 januari 2012 om 16:45 uur

Topologische supergeleider (3 mm lang) gereed voor transportmetingen.

Magneetveld-temperatuurdiagram van de topologische supergeleider CuxBi2Se3. Alle punten, gemeten bij verschillende drukken vallen op een universele kromme, karakteristiek voor spin-triplet supergeleiding.

Onderzoekers van de Stichting FOM, het Institute of Physics van de Universiteit van Amsterdam en het National Institute for Materials Science in Tsukuba (Japan) hebben aangetoond dat de elektronen in een topologische supergeleider zich ongewoon gedragen. De elektronen versmelten in exotische paren met bijzondere kwantumeigenschappen. De belangstelling voor topologische supergeleiders is groot, omdat zij als fundamentele bouwstenen kunnen dienen voor toekomstige kwantumcomputers.

 

Topologische isolatoren vormen een nieuwe groep elektronische materialen met vreemde eigenschappen: ze geleiden aan de binnenkant geen stroom, maar aan het oppervlak (of aan de randen) juist wel. Uitzonderlijk is dat de stroom aan het oppervlak 'topologisch beschermd' is: normale strooiprocessen voor de elektronen zijn uitgeschakeld, en dit stelt toepassing in de spintronica, een nieuw soort elektronica, in het vooruitzicht. Nog spannender is dat sommige topologische isolatoren door een geringe aanpassing van hun samenstelling om te toveren zijn in hun tegenpool: supergeleiders.

 

Spin-triplet

Het onderzoeksteam rond dr. Anne de Visser keek naar de topologische supergeleider CuxBi2Se3, die bij een temperatuur van ongeveer 3,5 Kelvin supergeleidend wordt. Elektrische transportmetingen laten zien dat de overgangstemperatuur op een unieke, universele manier afhangt van een uitwendig aangelegd magneetveld. Deze bevindingen wijzen erop dat de elektronen koppelen tot supergeleidende spin-triplet paren, in tegenstelling tot spin-singlet paren zoals in de meeste bekende supergeleiders. Dit betekent dat CuxBi2Se3 inderdaad aan een van de belangrijkste voorwaarden voor topologische supergeleiding voldoet.  

Topologische supergeleiders zijn een belangrijke stap inde realisatie van Majorana fermionen. Deze quasideeltjes zijn koploper in de wedstrijd om robuuste kwantumbits te bouwen, vanwege hun bijzondere statistische eigenschappen en de zwakke koppeling met de buitenwereld. Met kwantumbits kunnen supersnelle computers gemaakt worden, zogenoemde topologische kwantumcomputers. Dit onderzoek is onderdeel van het nieuwe FOM-programma 'Topological Insulators' dat net van start is gegaan.

 

Superconductivity in the doped topological insulator CuxBi2Se3 under high pressure, T.V. Bay1, T. Naka2, Y.K. Huang1, H. Luigjes1, M.S. Golden1 and A. de Visser1
1Institute of Physics, Universiteit van Amsterdam, 2National Institute for Materials Science, Tsukuba, Japan. Physical Review Letters 108, 057001 (2012).


Het artikel komt beschikbaar via deze link: http://prl.aps.org/pdf/PRL/v108/i5/e057001

 

Video's

Altijd in de basket door slim achterbord

Altijd in de basket door slim achterbord

Sommige mensen gaan in hun vrije tijd lekker een potje basketballen en leden al doende steeds…

  Optimaliseren persluchtsysteem

Optimaliseren persluchtsysteem

Koen Leeflang, Energy consultant van Festo Benelux geeft een update over energie efficiëntie.…

Rotterdam vierde de vrijheid met prachtige droneshow

Rotterdam viert de vrijheid met droneshow

In Rotterdam werd de vrijheid op 5 mei gevierd met een droneshow van studio Drift en…

‘Militair precisiewerk’ met speciale drone redt gruttokuikens

Gruttokuikens gered met speciale drone en warmtebeeldcamera

Grutto's leggen hun eieren in de weide, diep verborgen onder het lange gras. Dat lijkt veilig…

Robothand leert Rubiks Cube oplossen met AI

Robothand leert Rubiks Cube oplossen met AI

Onderzoekslaboratorium OpenAI is erin geslaagd om de AI van een robothand zo in te richten dat hij…

Meer videos »

Laatste nieuws

Goede ventilatie cruciaal voor coronabestrijding

Ventilatie cruciaal bij coronabestrijding

UvA-natuurkundigen en medisch onderzoekers hebben met behulp van laserlichttechnieken ontdekt dat kleine hoestdruppeltjes minutenlang in de lucht blijven hangen, speciaal in ruimtes die niet of slecht worden geventileerd…

Hoe kwantumcomputeralgoritmen complexe moleculen simuleren

Moleculen zoeken met de kwantumcomputer: 'Logisch, ze spreken dezelfde taal"

Computationele scheikunde is een voorbeeld van een toepassing die veel belang kan hebben bij de rekenmogelijkheden van de kwantumcomputer. Kwantumcomputers met de schaal die nodig is voor complexe kwantumchemische…

Een mogelijke oplossing voor batterijloos, betrouwbaar IoT

Een mogelijke oplossing voor batterijloos, betrouwbaar IoT

Onderzoekers van de TU Delft en de Amerikaanse Northwestern University hebben een nieuw systeem ontworpen en ontwikkeld waarmee apparaten tijdens korte stroomonderbrekingen de tijd kunnen onthouden. Zonder batterij. Dit…

Meer nieuws »

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Gratis nieuwsbrief

safety update
 

Product van de maand

RSS
Nieuw! Lichtschermen PSENopt II – Nu met verbeterde spiegelzuilen

Pilz maakt het portfolio met lichtschermen compleet: De lichtschermen PSENopt II zijn niet alleen verkrijgbaar voor...

Agenda

16 juni 2020, online

Power Electronics event

Het doel van dit event is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te presenteren op het...

16 juni 2020, Veldhoven

Business Software Event 2020

‘Boost your business with connected software & smart data’. Dat is het thema van het Business...

17 juni 2020, Vianen

Industrial Ethernet Event

Hoe kun je het maximale uit Industrial Ethernet halen?

Meer agendapunten »