Phát hiện hiệu mới liên quan đến các electron pdf

Phát hiện hiệu mới liên quan đến các
electron

Phát hiện hiệu mới liên quan đến các electron
Các nhà lý thuyết đã có một một đóng góp mới cho vật
lý. Các nhà lý thuyết vật lý ở California mới đây đã dự
báo rằng mô hình “Chiếc bánh sandwiches bán dẫn” với
các lớp thuỷ ngân telluride mỏng (HgTe) ở giữa có thể
phô bày một đặc tính khác thường của các electron được
gọi là Hiệu ứng lượng tử spin Hall (QSHE). Năm nay, họ
đã làm việc cùng với các nhà vật lý thực nghiệm ở Đức và
họ đã tìm ra cái mà họ cần tìm.
Hiệu ứng này là thú vị mới nhất được phát hiện trong số
nhiều điều thú vị khác về các electron khi được đặt trong
trường điện và từ. Năm 1980, các nhà nghiên cứu Đức và
Anh đã phát hiện được một trong những điều không bình
thường này, được gọi là Hiệu ứng lượng tử Hall. Khi họ
thay đổi cường độ trường từ theo chiều vuông góc với các
điện tích di chuyển qua các lớp kim loại mỏng hoặc chất
bán dẫn, họ thấy rằng độ dẫn đã thay đổi như hình bậc
thang, hoặc được lượng tử hoá. Kết quả là các điện tích đã
di chuyển theo mép các rãnh nhỏ của kim loại mà không
mất đi năng lượng. Phát hiện này đã đem lại hy vọng cho
sự ra đời của các thiết bị chip máy tính. Nhưng vì hiệu
ứng đòi hỏi trường cao và nhiệt độ thấp, nên những thiết
bị như vậy vẫn chỉ là niềm mơ ước.

Một điều may mắn đối với các nhà vật lý, các electron
không chỉ che dấu điện tích mà còn có đặc tính khác được
biết đến như là spin. Trong những năm gần đây, các lý
thuyết gia đã dự báo rằng các vật liệu có các cấu trúc điện

tử thẳng có thể tương tác với các trường điện tử để đạt
được như trong QSHE và một phiên bản spin được lái
hướng. Những vật liệu như vậy sẽ loại bỏ được sự cần
thiết phải có trường từ cao và thậm chí có thể không cần
cả nhiệt độ thấp. Năm 2007, một trong số đó, mô hình
chiếc sandwich HgTe, đã tiết lộ những tín hiệu của một
hiệu ứng ở nhiệt độ dưới 10 độ Kelvin. Nếu các nhà
nghiên cứu có thể điều tương tự ở nhiệt độ trong phòng ,
thì khám phá này có thể mở ra hy vọng tạo ra các thiết bị
máy tính "Spintronic" năng lượng thấp mới, điều chỉnh
các electron thông qua điện tích và spin