Wiadomości - Z życia Uczelni

Naukowiec z UMCS współautorem artykułu w "Nature", zawierającego projekt dwu-wymiarowego nadprzewodnika

2021-01-08 09:46:44

Dr Szczepan Głodzik z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej jest współautorem artykułu pt. Topological superconductivity in a van der Waals heterostructure opublikowanego w grudniowym numerze prestiżowego czasopisma Nature [Nature 588, 424 (2020)]. We współpracy z fińskimi naukowcami z uniwersytetów w Aalto i Helsinkach dr Głodzik pomyślnie zrealizował projekt wytworzenia nowego dwu-wymiarowego nadprzewodnika, cechującego się nietrywialnymi właściwościami topologicznymi.

Wizualizacja projektu wytworzenia nowego dwu-wymiarowego nadprzewodnika

Więcej na ten temat znajdziesz też tutaj: https://www.umcs.pl/pl/informacje-prasowe,4623,dr-szczepan-glodzik-wspolautorem-artykulu-w-prestizowym-czasopismie-nature,97254.chtm#page-1

Dr Szczepan Głodzik z UMCS współautorem pracy w "Nature"

Praca łączy ze sobą dwa przełomy: wytworzenie heterostruktury złożonej z dwuwymiarowego ferromagnetyka oraz efektywne stworzenie dwuwymiarowego nadprzewodnika topologicznego. Jako specjaliści w dziedzinie wytwarzania nanostruktur z dokładnością do pojedynczych atomów i charakteryzowania cienkich warstw materiałów, koledzy z Aalto University w Finlandii wytworzyli dwuwymiarowe, magnetyczne wyspy bromku chromu.

Podłożem, na którym je umieścili była powierzchnia nadprzewodnika - diselenku niobu. Oba materiały należą do grupy tzw. materiałów van der Waalsa, z których stosunkowo prosto można otrzymywać jednoatomowe warstwy (analogicznie do grafenu). Nadprzewodnictwo i magnetyzm to zaprzysiężeni wrogowie, ale też niezbędne składniki nadprzewodnictwa topologicznego. Do stabilizacji tej ulotnej fazy materii konieczny jest jeszcze jeden komponent - sprzężenie spinowo-orbitalne, czyli oddziaływanie obecne między innymi na powierzchniach materiałów (także na powierzchni NbSe2), które "nachyla" spiny elektronów, w zależności od kierunku ich pędu. W obecności tych trzech składników i odpowiedniego oddziaływania między nimi, grupa z Finlandii, korzystając ze skaningowej mikroskopii tunelowej, zaobserwowała na krawędziach magnetycznych wysp tzw. chiralne mody Majorany. Są to kwazicząstki (czyli kolektywne wzbudzenia elektronowe, zachowujące się w pewien określony sposób) o zerowej energii.

Warto podkreślić, iż materiały topologiczne są aktualnie przedmiotem olbrzymiego zainteresowania zarówno wiodących ośrodków naukowych na świecie jak też firm komercyjnych (np. Microsoft, Google). Ogromna popularność kwazicząstek Majorany i pościg za eksperymentalnym wykazaniem ich obecności, powodowana jest pomysłem na wytworzenie komputera kwantowego, którego podstawowymi elementami byłyby kubity "chronione" przez topologię układu.

Powyższa praca ma jednak większe znaczenie w kontekście badań podstawowych. Relatywnie prosty przepis na wytworzenie nowej fazy materii, jaką jest topologiczne nadprzewodnictwo, otwiera możliwość dalszego poznawania jej egzotycznych właściwości. Oprócz jednowymiarowych, chiralnych modów Majorany na brzegach materiałów realizujących tę fazę, badania teoretyczne wskazują na obecność stanów związanych Majorany, zlokalizowanych na defektach oraz w rdzeniach wirów pojawiających się w nadprzewodnikach topologicznych.

Zadaniem dra Głodzika z UMCS, w tym projekcie, było opracowanie modelu teoretycznego, odzwierciedlającego układ badany w eksperymencie i wykonanie obliczeń numerycznych, zdolnych wykazać czy rzeczywiście mamy do czynienia z topologicznym nadprzewodnictwem. Wyniki obliczeń dra Głodzika okazały się być zgodne z wynikami pomiarów metodą skaningowej mikroskopii tunelowej i jakościowo reprodukowały wszystkie własności chiralnych modów Majorany. Tego rodzaju heterostruktury mogą być w przyszłości wykorzystane do opracowania architektury układów scalonych nowej generacji komputerów.

Link do publikacji: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2989-y

ip

fot. materiały prasowe Uniwersytetu Marii Curie Skłodowskiej

Słowa kluczowe: dr Szczepan Głodzik, Czasopismo Nature, UMCS, Artykuł, informacje, Nature 588, 424 (2020)
Komentarze
Redakcja dlaStudenta.pl nie ponosi odpowiedzialności za wypowiedzi Internautów opublikowane na stronach serwisu oraz zastrzega sobie prawo do redagowania, skracania bądź usuwania komentarzy zawierających treści zabronione przez prawo, uznawane za obraźliwie lub naruszające zasady współżycia społecznego.
Zobacz także
Polecamy
Zalecenia MNiSW dotyczące praktyk zawodowych w czasie kwarantanny

Czy koronawirus przeszkodzi w realizacji programu studiów?

Czy studia ekonomiczne są trudne?
Czy studia ekonomiczne są trudne?

Jest to ścieżka kształcenia, którą obiera wielu kandydatów marzących o karierze w krajowych lub zagranicznych firmach.

Ostatnio dodane
AWL oddawanie krwi
Klub Honorowych Dawców Krwi PCK przy Akademii Wojsk Lądowych podsumowuje 2020 rok Wrocław

"W potrzebie krwi własnej ani życia nie szczędzić..."

Ostatnio komentowane
Zimowa rekrutacja na UZ
Zimowa rekrutacja na UZ Zielona Góra

Na Uniwersytecie Zielonogórskim trwają przygotowania do zimowej rekrutacji na studia II stopnia.

Zimowy nabór na studia w Akademi Morskiej
Zimowy nabór na studia w Akademi Morskiej Szczecin

Chcesz znaleźć dla siebie odpowiednie studia? Wcale nie jest za późno! Przyjdź na Akademię Morską w Szczecinie!

Popularne
Wzór umowy najmu
Wzór umowy najmu

Zobacz wzór umowy najmu! Wystarczy uzupełnić dane i gotowe!

Oto 28 najlepszych kierunków studiów w Polsce!
Oto 28 najlepszych kierunków studiów w Polsce!

Najlepsze kierunki studiów realizowane na uczelniach w całej Polsce zostały wyłonione do specjalnego dofinansowania z nowej dotacji projakościowej.

Top 20 najlepszych klubów Wrocławia
Top 20 najlepszych klubów Wrocławia Wrocław

Grupa specjalnie przez nas wyselekcjonowanych bestii imprezowych wybrała dla was najlepsze kluby dla studentów we Wrocławiu. Oto wyniki!