Als je begint met een tweedimensionale band en die steeds smaller maakt, wanneer is het dan geen band meer en wordt het een eendimensionale lijn? Onderzoekers van de Universiteit Utrecht en de Universiteit Twente maakten ultradunne nanobanden van één atoom dik, bestaande uit germaniumatomen. Ze toonden aan dat dit systeem verbazingwekkende eigenschappen heeft die bijvoorbeeld nuttig kunnen zijn voor een kwantumcomputer.
Kwantumsystemen gedragen zich anders, afhankelijk van het aantal dimensies. Zo hebben tweedimensionale nanobanden andere eigenschappen dan eendimensionale systemen. Tweedimensionale topologische isolatoren zijn bijzondere materialen in de natuurkunde. De binnenkant werkt als een isolator, maar langs de randen stroomt elektriciteit zonder weerstand.
Vanwege deze eigenschappen zijn topologische isolatoren belangrijke kandidaten voor kwantumcomputers en voor de volgende generatie laagenergetische elektronica. “Maar terwijl we proberen om apparaten kleiner en efficiënter te maken, zijn er belangrijke vragen die onbeantwoord zijn gebleven”, zegt Pantelis Bampoulis, een van de onderzoekers.
“Wat is bijvoorbeeld de kleinste afmeting waarin een topologisch materiaal zijn tweedimensionale eigenschappen behoudt? En wat gebeurt er als we het materiaal kleiner maken?”, vervolgt Bampoulis. De onderzoekers onderzochten deze vragen in hun nieuwste onderzoek met behulp van nanobanden gemaakt van germaneen. “Een eendimensionale topologische isolator.”
Lees het hele verhaal op de site van UTwente.
