Para usar lo mejor materiales cuánticosdebemos aprender a controlar el comportamiento de sus electrones. A continuación se explica cómo lograr este objetivo. Investigadores de la Universidad de Loughborough han desarrollado un método que permite a los científicos optimizar el comportamiento de los electrones para crear materiales cuánticos avanzados.
la forma en que el electrones actúan afecta directamente la calidad y capacidades de los materiales cuánticos. Esto se debe a que factores como el movimiento de los electrones, el espín y los niveles de energía determinan propiedades como la conductividad térmica, la eficiencia eléctrica, la transferencia de carga, la coherencia cuántica y el rendimiento del almacenamiento y procesamiento de datos en las aplicaciones informáticas.
Ajustar el comportamiento de los electrones ha sido un desafío: los científicos saben desde hace años que materiales como rutenato de estroncio (SrRuO3) o el grafeno de doble capa puede conducir al desarrollo de aplicaciones cuánticas superiores. No pudieron utilizar estos materiales porque no existía un método práctico para controlar el complejo comportamiento de sus electrones. En el nuevo estudio, el equipo de la Universidad de Loughborough dice haber superado este desafío.
Singularidades de Van Hove de alto orden
Según los investigadores, en la estructura electrónica de un material hay puntos especiales en los que muchos niveles de energía de electrones se agrupan de forma inusualmente densa. Estas singularidades se llaman singularidades de Van Hove de alto orden (HOVHS) y ocurren en la estructura de bandas del material, que describe el comportamiento y movimiento de los electrones.
A diferencia de las singularidades normales de Van Hove, que ocurren cuando los niveles de energía son localmente planos o tienen una forma simple, los HOVHS involucran formas más complejas, lo que lleva a una concentración aún mayor de electrones en energías específicas. Esto puede amplificar algunos efectos fisicoscomo el superconductividad o el magnetismo, haciendo que el HOVHS sea importante en la investigación de materiales avanzados.
Los científicos están interesados en explorar cómo se pueden manipular los HOVH para ajustar las propiedades de un material. Sin embargo, la comprensión de los HOVH sigue siendo limitada, incluida la determinación de su presencia en materiales y los factores que impulsan su formación.
autores del estudio