Это открывает путь к созданию принципиально новых источников коррелированных частиц для квантовых технологий
Российские и европейские физики обнаружили, что электроны могут туннелировать через одиночный атомный дефект не только поодиночке, но и целыми группами. Это открывает путь к созданию принципиально новых источников коррелированных частиц для квантовых технологий, сообщила ТАСС пресс-служба МФТИ.
"В перспективе управление такими процессами может стать основой новых способов применения квантовых материалов - с учетом не только отдельных электронов, но и их коррелированных групп. Такой подход может быть полезен для создания локальных источников коррелированных электронов в квантовых системах", - говорится в сообщении.
Данное открытие было совершено группой исследователей из МФТИ и их французскими коллегами из Университета Париж-Сакле и Бордосского университета при изучении того, как протекает процесс туннелирования электронов через точечные дефекты в различных сложно устроенных материалах. В прошлом ученые считали, что в таких ситуациях электроны могут "перепрыгивать" этот дефект только по одному, так как этому мешают основополагающие принципы квантовой механики и так называемая кулоновская блокада.
В последние два десятилетия физики-теоретики начали сомневаться в этих утверждениях, так как проведенные ими расчеты показали, что электроны в теории могут объединяться в группы и коллективно туннелировать при наличии сильной связи между этими частицами и колебаниями кристаллической решетки материала. Для одиночного атомного дефекта экспериментального подтверждения этому ранее не существовало, что побудило российских и французских исследователей попытаться обнаружить его на практике.
"Было проведено очень сложное исследование, длившееся несколько лет. Объектом внимания стали отдельные атомы железа, встроенные в кристалл селенида висмута - материал, известный сильным взаимодействием электронов с фононами, колебаниями кристаллической решетки. Наши эксперименты и расчеты показали, что примесные атомы создают в запрещенной зоне материала локализованные электронные состояния, которые эффективно взаимодействуют с фононами", - пояснил руководитель Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ Василий Столяров, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Проведенные учеными наблюдения за поведением электронов в этом материале показали, что они часто проходят через одиночные атомы железа не независимо друг от друга, а группами, тогда как "двойки" из атомов железа, наоборот, подавляли этот эффект. Последующие опыты, как надеются ученые, помогут им разработать подходы, позволяющие управлять поведением электронов в новых типах квантовых устройств при помощи данного эффекта
По информации https://tass.ru/nauka/28213207
Обозрение Николая Никитина "Неизбежность странного микромира"
