EO

Supergeleiding waar we dachten dat het niet kon

03 oktober 2018 om 08:29 uur

Door supergeleidende elektroden van Niobium aan te brengen op een dun plakje Bi0.97Sb0.03, kan een stroom door het materiaal vloeien die geen weerstand kent, bij een temperatuur dichtbij het absolute nulpunt (10 milliKelvin). In een supergeleider zijn gepaarde elektronen, Cooperparen, verantwoordelijk voor de geleiding. Dat is in het bismuth niet het mechanisme: hier zijn het deels de Majorana-deeltjes die de superstroom dragen.

De bijzondere eigenschappen van topologische materialen spelen zich doorgaans af aan de oppervlakte. Onderzoekers van de UT en de UvA tonen nu echter een variant in de diepte: het niet-supergeleidende bismuth geleidt weerstandsloos stroom. Niet alleen aan het oppervlak, maar ook binnenin. Dat maakt de eigenschap robuuster en minder gevoelig.


De belangstelling voor topologische materialen is al jaren groot, zeker ook na de Nobelprijs voor Thouless, Haldane en Kosterlitz in 2016. De materialen krijgen bijzondere eigenschappen door te spelen met de volgorde van de energieniveaus: de topologie. Door die energieniveaus om te draaien, kan een materiaal dat normaliter geen stroom geleidt aan het raakvlak tóch een geleider worden. Daarbij gaat het niet alleen over de beweging van de elektronen, maar ook om hun spin.


Het nieuwe onderzoek laat een duidelijk verband zien tussen de bewegingsrichting en de spin. Dankzij die eigenschap, waarin Majorana quasideeltjes een belangrijke rol spelen, kan een niet-supergeleidend materiaal toch stroom geleiden.


Het semimetaal bismuth, waaraan een beetje antimoon werd toegevoegd, heeft al eerder verrassende eigenschappen laten zien. En nu blijken de elektronen zich te kunnen gedragen alsof de deeltjes met de lichtsnelheid bewegen.

 

Topologische kwantumcomputer

Voor nieuwe typen elektronica wordt vaak uitgegaan van 2D materialen als de nieuwe stap. De nu ontdekte eigenschap maakt dat die beperking er niet hoeft te zijn: een topologische kwantumcomputer kan ook werken in 3D.

 

 

Gerelateerd nieuws

De Larense Denker van Rodin in ere hersteld met 3D-techniek

De Larense Denker van Rodin in ere hersteld met 3D-techniek

In 2007 werd het bronzen beeld ‘De Denker’ van Rodin gestolen uit de beeldentuin van museum Singer Laren. Twee dagen later werd het zwaar beschadigd teruggevonden. Een jaar later benaderde het museum Tonny Beentjes,…

Losse moleculen tonen belofte om losse elektronen te zien met licht

Losse elektronen nu zichtbaar met licht

Het is nog nooit gelukt om een enkel elektron te detecteren met zichtbaar licht via slechts één molecuul. Leids natuurkundige Michel Orrit en zijn onderzoeksgroep hebben nu een molecuul geïdentificeerd dat gevoelig…

Roest rust niet

Roest rust niet

Rust mag dan roesten, roest blijkt nooit te rusten. Het is een ongelofelijk actief materiaal, dat onder de moeilijkste omstandigheden altijd nog wel een gaatje ziet waar het door kan groeien. En dat ‘gaatje’ mag je…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Safe PCB Nederland
Safe PCB Nederland

Printplaten/PCB's, prototype en series

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 november 2018, Groningen

BEYOND THE LAB: the DIY Science Revolution

Dit project laat zien dat mensen mee kunnen doen aan wetenschap en samen de verantwoordelijkheid delen...

Meer agendapunten »