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

Radar inzetten als zonebewaking

Radar inzetten als zonebewaking

Pilz: "Ons robuuste radarsysteem is gemakkelijk inzetbaar als zonebewaking. Denk hierbij aan de…

Elektrische tatoeages van geprinte elektronica

Elektrische tatoeages van geprinte elektronica

Elektrotechnici van de Duke University hebben een volledig print-in-place techniek voor elektronica…

Vvormverandering van laken tot gezicht, of antenne

Vormverandering van laken tot gezicht, of antenne

Wat is er nodig om een laken te de vorm van een menselijk gezicht te geven? Hoe moet het groeien en…

Muziek maken van eiwitten

Muziek van eiwitten

Zoals componisten noten van verschillende toonhoogte en duur aaneen rijgen om muziek te maken,…

Koning Willem-Alexander opent (met enige moeite) Brainport Industries Campus

Koning Willem-Alexander opent (met enige moeite) Brainport Industries Campus

Zijne Majesteit Koning Willem-Alexander heeft begin deze maand de officiële opening verricht…

Meer videos »

Laatste nieuws

Drama in Australië: NunaX in vlammen op, Twente van de weg geblazen

Drama in Australië: NunaX in vlammen op, Twente van de weg geblazen

De laatste racedag van het Bridgestone World Solar Challenge is uitgelopen op een drama. Eerst stuwde een sterke wind het Solar Team Twente al van de weg. Vervolgens ging de wagen van de TU Delft in vlammen op. Coureur…

AI ontwikkelt nieuw materiaal

AI ontwikkelt zelfstandig een nieuw materiaal (video)

Aan de TU Delft is een nieuw materiaal ontwikkeld zonder enig experimenteel onderzoek te doen. Het supersamendrukbare maar sterke materiaal werd ontworpen met behulp van uitsluitend AI. “Kunstmatige intelligentie geeft…

Intelligent, vormveranderend, zelfherstellend materiaal voor zachte robotica

Materiaal zonder hardware reageert op prikkels van buitenaf

Onderzoekers van Carnegie Mellon University hebben een zacht materiaal ontwikkeld dat zichzelf vervormt in reactie op invloeden van buitenaf. En dit zonder externe hardware. Dit biedt kansen op het gebied van zachte…

Meer nieuws »

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Gratis nieuwsbrief

safety update
 

Product van de maand

RSS
Veilig heksysteem PSENmlock

Het heksysteem PSENmlock biedt een veilige vergrendeling en veilige sluiting in slechts één product. De PSENmlock...

Agenda

19 oktober 2019, Eindhoven

Dutch Design Week

Ontwerpers presenteren hun werk op 100 locaties in Eindhoven

21 oktober 2019, D&F kantoor Breda

Software volgens SIL en PL

Meer agendapunten »