新闻动态
新闻动态

石墨烯开启量子运算研究新方向

作者:中国科学院成都有机化学有限公司 来源:http://www.timesnano.com 日期:2014-01-26 11:41:59


根据美国麻省理工学院(MIT)发布的最新研究进展显示,由于石墨烯具有选择性自旋的特性,在某些极端情况下可在边缘形成量子电路,从而可望开启量子运算等新应用领域。

研究人员表示,二维碳材料能以这种新方式加以利用,有助于进一步发现意外的特性与使用案例。根据这份在《自然》(Nature)杂志发表的研究显示,石墨烯在某些极端情况下还会提供一些额外的优点,例如量子运算等新应用。

这最终有可能实现量子电脑的制造,根据其中一位研究人员表示,不过由于它必须具备极端条件,使其必须要由一款高度专业化的机器来制造,因此将优先用于像国家实验室等级的运算任务中。

在这项研究中,石墨烯被置于一个极端强大的磁场下,以非常低的温度和电子的自旋方向来决定石墨烯如何过滤这些电子—这是一项传统电子系统无法执行的任务。

研究人员们发现,如果在石墨烯上施加一个强大的磁场,当电子围绕导电边缘以顺时针或逆时针移动时,石墨烯也随发生变化。在正常情况下,电流只会沿着石墨烯的边缘流动,而主体部分保持绝缘。电流以一个方向移动的现象即量子霍尔效应。

石墨烯可被用于各种不同的目的。然而,研究人员发现,透过改变磁场,就能开启或关断边缘状态,这意味着原则上可以从物质中制造出电路和电晶体。这是透过传统绝缘体无法完成的。更重要的是,这种自旋选择性避免电子移动的崩解,即使边缘存在脏污,电子沿着边缘传输时也几乎没有瑕疵。

该论文由Pablo Jarillo-Herrero与Ray Ashoori教授、博士后研究生Andrea Young与Ben Hunt、研究生Javier Sanchez-Yamaguchi以及其他几个人共同发表,并得到美国能源部(DoE) 、Gordon and Betty Moore基金会、美国国家科学基金会(NSF)的资金赞助,以及使用佛罗里达州的美国国家强磁场实验室设施等支持。

据MIT研究人员表示,尽管过去已经对石墨烯薄片的行为加以预测,但却从来没有真的实际进行。选择性自旋的行为也是至今第一次能够在石墨烯单层上表现出来,同时也象征第一注注意到在两种状态之间的转变。

根据研究人员表示,这项研究标示着一个迈向拓墣绝缘体研究的新方向,他们并不知道未来的更多研究将通往何处,但强调这些发展为建构新电子设备开启了更多可能性。更重要的是,他们相信,这项工作可能经由各种交互作用使拓墣绝缘与石墨烯实体连结起来。

< 上一篇 石墨烯可应用在电路上石墨烯氧化物抑制水净化膜表面细菌生长... 下一篇 >


电话:028-85236765,028-85241016       传真:028-85215069       E-mail:carbon@cioc.ac.cn,times@cioc.ac.cn,nano@cioc.ac.cn
QQ:800069832 1136251612 997308904    MSN:    Sky:wangyh789     技术支持:爱诚科技 网站地图
Copyright © Chengdu Organic Chemicals Co. Ltd., Chinese Academy of Sciences 2003-2019 www.timesnano.com 蜀ICP备05020035号-3
川公网安备 51010702000618号