Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Американские физики впервые смогли использовать спин единичного атома в качестве основы транзистора, что открывает дорогу к созданию электронных приборов на основе индивидуальных атомов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
"Мы уже наблюдали спиновый эффект Холла в твердых телах, однако в них происходят и другие процессы, которые не позволяют понять то, как он работает. Мы зафиксировали его существование в конденсате Бозе-Эйнштейна и получили простую систему, которую можно описать двумя строчками уравнений. Теперь мы можем изучить этот эффект и использовать его на практике", — заявил Мэтью Билер из университета Мэриленда в Гейтесберге (США).
Билер и его коллеги изучали так называемый спиновый эффект Холла. Классическим эффектом Холла физики называют феномен "сдвига" тока электронов в проводнике под действием магнитного поля. Особая спиновая форма этого эффекта была открыта российскими физиками Перелем и Дьяконовым в 1971 году. По их расчетам, при особо подобранных условиях электроны будут двигаться в противоположных направлениях в зависимости от их спина.
Авторы статьи попытались исправить недостаток предыдущих попыток "поймать" этот эффект в реальном мире — большое количество помех. Для этого они охладили облака из атомов рубидия до температур, превышающих абсолютный ноль на миллиардные доли градуса, превратив его в "суператомы", конденсат Бозе-Эйнштейна. Большие размеры такого "атома" позволяют проследить за тем, как спин влияет на характер их движения.
Ученые проверили, как ведут себя такие "атомы", манипулируя ими при помощи лазера. Частицы с противоположным спином предпочитали двигаться в разных направлениях, что подтвердило существование эффекта Холла. Исследователи использовали этот эффект для создания "спинового транзистора", в котором место электронов занимали "супер-атомы". По их словам, они могут использоваться для экспериментов с квантовыми вычислениями и создания экзотических приборов — гравитометров.