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

Vliegtuigjes kunnen nu helemaal autonoom landen

Vliegtuigjes kunnen nu helemaal autonoom landen

Onderzoekers van de TU in München hebben een systeem ontwikkeld dat vliegtuigen autonoom kan…

Volkswagen ID.R breekt twintig jaar oud record in Goodwood

Volkswagen ID.R breekt twintig jaar oud record in Goodwood

Voor wie op vakantie was: begin deze zomer heeft Volkswagen een unieke prestatie neergezet. Het…

Voor je tv springen en duiken als Spiderman

Voor je tv springen en duiken als Spiderman

Hoe denk je dat Spiderman vliegt? Juist, in een tuigje! En een kopie daarvan wordt nu op Kickstarter…

Op weg naar een alomvattende materialendatabase

Op weg naar een alomvattende materialendatabase

Is het mogelijk om de manier waarop licht van zijde weerkaatst digitaal na te bootsen? De…

Geluid ontwerpen met simulaties

Geluid ontwerpen met simulaties

Hoe gebruik je simulaties bij het ontwerpen van geluid? Samsung publiceerde onlangs onderstaande…

Meer videos »

Laatste nieuws

Eíndelijk in evenwicht met je robotstaart

Eíndelijk in evenwicht, dankzij robotstaart (video)

Altijd al last gehad van evenwichtsproblemen? Dan kun je nu een robotstaart aangespen die helpt om je in balans te houden. Misschien ook handig voor werken op hoogte en onder rare hoeken. Zoals in de industrie.

Plastics2Fuel: schone diesel uit Noordzee-zwerfplastic

Plastics2Fuel: schone diesel uit Noordzee-plastic (video)

In Amsterdam wordt momenteel een fabriek gebouwd die dagelijks 96 ton afvalplastic gaat omzetten in transportbrandstof. Op jaarbasis levert dat ongeveer 35 miljoen liter brandstof op.

 Drones leveren auto-onderdelen aan Seat-fabriek (video)

Drones leveren auto-onderdelen aan Seat-fabriek (video)

Seat gaat drones inzetten om de flexibiliteit van haar productielijn te verbeteren. De drones zullen auto-onderdelen vervoeren tussen het logistieke centrum en de Seat-fabriek twee kilometer verderop.

Meer nieuws »

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Gratis nieuwsbrief

safety update
 

Agenda

22 augustus 2019, vianen

Praktijkdag Performance Level (PL) ISO 13849-1

Na de theoriedag PL/SIL of module 4: Ontwerpen besturingstechnische veiligheidsmaatregelen van de...

23 augustus 2019

Praat mee over een toekomstbestendige machinerichtlijn

Nederland levert een bijdrage aan een impact-assessment betreffende de nieuwe Europese Machinerichtlijn...

2 september 2019, D&F kantoor Breda

Performance Level en Sistema 2.0

Meer agendapunten »