Per utilizzare i migliori materiali quantistici, dobbiamo imparare a controllare il comportamento dei loro elettroni. Ecco come raggiungere questo obiettivo. I ricercatori dell’Università di Loughborough hanno sviluppato un metodo che consente agli scienziati di ottimizzare il comportamento degli elettroni per creare materiali quantistici avanzati.
Il modo in cui gli elettroni agiscono influenza direttamente la qualità e le capacità dei materiali quantistici. Questo perché fattori come il movimento degli elettroni, lo spin e i livelli di energia determinano proprietà come la conduttività termica, l’efficienza elettrica, il trasferimento di carica, la coerenza quantistica e le prestazioni dell’archiviazione e dell’elaborazione dei dati nelle applicazioni di calcolo quantistico.
La messa a punto del comportamento degli elettroni è stata una sfida: da anni gli scienziati sono consapevoli che materiali come il rutenato di stronzio (SrRuO3) o il grafene a doppio strato possono portare allo sviluppo di applicazioni quantistiche superiori. Non potevano utilizzare questi materiali poiché non esisteva alcun approccio pratico per controllare il complesso comportamento dei loro elettroni. Nel nuovo studio, il team dell’Università di Loughborough afferma di aver superato questa sfida.
Le singolarità di Van Hove di ordine elevato
Secondo i ricercatori, ci sono punti speciali nella struttura elettronica di un materiale in cui molti livelli di energia degli elettroni si raggruppano in modo insolitamente denso. Queste singolarità sono chiamate singolarità di Van Hove di ordine elevato (HOVHS) e si verificano nella struttura a bande del materiale, che descrive il comportamento e il movimento degli elettroni.
A differenza delle normali singolarità di Van Hove, che si verificano quando i livelli di energia sono localmente piatti o hanno una forma semplice, le HOVHS coinvolgono forme più complesse, portando a una concentrazione ancora più elevata di elettroni a energie specifiche. Questo può amplificare alcuni effetti fisici, come la superconduttività o il magnetismo, rendendo l’HOVHS importante nella ricerca avanzata sui materiali.
Gli scienziati sono desiderosi di esplorare come gli HOVH possono essere manipolati per mettere a punto le proprietà di un materiale. Tuttavia, la comprensione degli HOVH rimane limitata, compresa la determinazione della loro presenza nei materiali e dei fattori che guidano la loro formazione.
autori dello studio
