En ny artikel publicerad i Nature Communications av ett team av fysiker vid U of A kartlagt upptäckten av nya kvantfaser i lågdimensionella system.
Uppsatsen, "Quantumcriticity at cryogenic melting of polar bubble lattices," skrevs av Wei Luo, en postdoktoral forskare; forskarassistent Alireza Akbarzadeh; och forskarassistenterna Yousra Nahas och Sergei Prokhorenko. Nahas och Prohorenko är en del av gruppen Computational Condensed Matter Physics som leds av Distinguished Professor of Physics Laurent Bellaiche, som också fungerade som en bidragande författare.
Kvantfluktuationer, orsakade av nollpunktsfononvibrationer, är kända för att förhindra förekomsten av polära faser i bulkbegynnande ferroelektrik ned till noll grader Kelvin. Men lite är känt om effekterna av kvantfluktuationer på de nyligen upptäckta topologiska mönstren i ferroelektriska nanostrukturer. Forskarna avslöjade hur kvantfluktuationer påverkar topologin för flera dipolära faser i ultratunna ferroelektriska oxidfilmer.
Teamet fann att kvantfluktuationer inducerar en kvantkritisk punkt, som skiljer ett hexagonalt bubbelgitter från ett vätskeliknande tillstånd som kännetecknas av spontan rörelse, skapande och förintelse av polära bubblor vid mycket låga temperaturer. Dessutom kan kvantfluktuationer inducera nya kvantfaser, och dessa faser uppvisar vanliga egenskaper, såsom negativ piezoelektricitet.
Luo förklarade att dessa fynd kan främja utvecklingen av neuromorfisk datoranvändning.
"Neuromorphic computing modellerar hjärnans funktion genom spikande neurala nätverk," sa Luo. "Däremot förlitar sig konventionell datoranvändning på transistorer som är binära, som representerar antingen 'på' eller 'av' och 'ett' eller 'noll'. Spiking neurala nätverk emulerar hjärnans förmåga att förmedla information i både tidsmässiga och rumsliga dimensioner, vilket gör det möjligt för dem att producera mer än de två binära utgångarna som är karakteristiska för konventionella datorer har vissa fördelar jämfört med konventionella datorer, såsom energieffektivitet, parallell bearbetning. anpassningsförmåga och feltolerans."
Mer information: Wei Luo et al, Quantumcriticity at cryogenic melting of polar bubble lattices, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43598-0
Journalinformation: Nature Communications
Tillhandahålls av University of Arkansas
