エッジで導体として機能する絶縁材料。無料のテクニカルライブラリニュース

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端部が導体である絶縁材料

14.06.2018

チューリッヒ大学の物理学者は、高次トポロジカル絶縁体の新しいクラスに属する物質を発見しました。これらの材料でできた結晶性固体の面は、ほとんど抵抗なく電流を伝導しますが、材料の残りの部分は絶縁体のままです。このような新しい材料のユニークな特性は、新しいタイプの電子デバイスの作成や、もちろん量子コンピューティングシステムの作成に非常に役立ちます。

材料科学の一部である科学であるトポロジーは、変形やさまざまな外的要因の影響から保護された固体粒子と物体の特性の研究を扱います。この科学の方向性の XNUMX つは、表面層でのみ電流を伝導する結晶性材料であるトポロジカル絶縁体の研究です。同時に、いくつかの物理的効果により、導電性表面を絶縁状態に移行することはできません。

物理学者が行った理論計算では、高次トポロジカル絶縁体の特性は非常に安定している必要があることが示されています。換言すれば、結晶面の導電率は、不純物および結晶格子の他の擾乱によって影響されるべきではない。さらに、結晶面は、導電特性を得るために追加の処理やイニシエーションを必要としません。結晶が突然壊れたとしても、電流は新しく形成された面に沿って流れ続けます。

これらの研究は現在、ほとんどが理論分野にあります。しかし、研究者たちは、高次のトポロジカル絶縁体であるテルル化スズである可能性がある材料をすでに提案しています。「近いうちに、同様の特性を持つ他の材料が見つかるでしょう」 - Titus Neupert 教授 (Titus Neupert) は言います - 「これらの材料のエッジは、電子の一種の「ハイウェイ」として機能します。磁気、半導体、超伝導材料と組み合わせることができ、量子コンピューターの作成に使用できます。」

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

水が燃料になる 16.09.2012

カリフォルニア工科大学の科学者グループは、効果的に水を分解して水素を抽出できるコバルト触媒のメカニズムを明らかにしました。科学者たちは、コバルトに配位子のセットを追加し、水の分解反応を遅くして、その化学メカニズムを詳細に研究することができました。

世界中の科学者とエンジニアが、代替エネルギー源の発見に取り組んでいます。特に太陽電池は、日中に水素を生成し、その後環境に優しい高性能燃料に変えます。しかし、安価な水分解に必要な信頼できる触媒を見つけることはまだできていません。プラチナ触媒は非常に効果的ですが、プラチナはこの目的には高価すぎる金属です.

コバルトおよびニッケル触媒は、低コストの代替品として使用される可能性がありますが、大量生産段階に至るにはまだ長い道のりがあります. 主な問題は、これまでのところ、コバルトが水を分解する正確なメカニズムを特定できていないことです.

アメリカの科学者はこの問題を解決しました。さらに、彼らの成功は、地球上に豊富に存在し安価な元素である鉄に基づく、より効率的な触媒の開発への道を開きます。水分解反応を遅くすることにより、科学者は初めて、コバルト触媒の存在下で核磁気共鳴を使用して、この反応の重要なステップを観察することができました。

いわゆるデンプシーメカニズムが、コバルト触媒で水素を生成する主な方法であることが判明しました。これには、余分な電子の捕獲と、開裂反応で最も活発な参加者である水素化コバルト (II) 化合物の形成を伴う重要な中間反応が含まれます。

科学者たちは、コバルト触媒を使用して水素を生成するには、電子を追加するだけでよいことを知っています。余分な電子を供給したり、コバルトにすでに存在する余分な電子と組み合わせたりできる化合物はまだ見つかっていませんが、この研究は研究者にとって難しいことではないようです.

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