Ett team av internationella fysiker inklusive Jennifer Cano, Ph.D., vid Stony Brook University, har skapat ett nytt material skiktat av två strukturer, bildar ett supergaller, att vid en hög temperatur är en supereffektiv isolator som leder ström utan förlust och förlorad energi. Fyndet, detaljerat i en tidning publicerad i Naturfysik , kan vara grunden för forskning som leder till nya, bättre energieffektiva elektriska ledare.

Materialet skapas och utvecklas i en laboratoriekammare. Med tiden fäster atomer till det och materialet verkar växa - på samma sätt som stengodis bildas. Förvånande, det bildar en roman ordnad supergitter, som forskarna testar för kvantiserade elektriska transporter.

Forskningen kretsar kring Quantum Anomalous Hall Effect (QAHE), som beskriver en isolator som leder avledningsfri ström i diskreta kanaler på sina ytor. Eftersom QAHE-strömmen inte förlorar energi när den färdas, den liknar en supraledande ström och har potential om den industrialiseras för att förbättra energieffektiv teknik.

"Det huvudsakliga framsteg med detta arbete är en högre temperatur QAHE i ett supergitter, och vi visar att detta supergitter är mycket avstämbart genom elektronbestrålning och termisk vakansfördelning, presenterar därmed en avstämbar och mer robust plattform för QAHE, säger Cano, Biträdande professor vid institutionen för fysik och astronomi vid College of Arts and Sciences vid Stony Brook University och även en affiliate Associate Research Scientist vid Flatiron Institutes Center for Computational Quantum Physics.

Cano och kollegor säger att de kan avancera denna plattform till andra topologiska magneter. Det slutliga målet skulle vara att hjälpa till att transformera framtida kvantelektronik med materialet.

Samarbetsforskningen leds av City College i New York under ledning av Lia Krusin-Elbaum, Ph.D. Forskningen stöds delvis av National Science Foundation (bidragsnummer DMR-1420634 och HRD-1547830).