Современные кремниевые технологии достигают своих физических границ, что побуждает к поиску альтернативных решений.
Учёные обращаются к квантовым материалам, где электроны демонстрируют сложное поведение, такое как магнетизм и сверхпроводимость, что открывает перспективы для квантовых технологий.
Марк Дин и его коллеги из Брукхейвенской национальной лаборатории исследуют эти материалы с помощью метода резонансного неупругого рентгеновского рассеяния (RIXS). Этот метод позволяет изучать тонкие слои материалов и их быстрые изменения, что было невозможно ранее.
RIXS фиксирует микроскопические флуктуации электронов, предоставляя уникальные данные. Например, с его помощью изучались экситоны — частицеподобные объекты. В будущем RIXS может помочь доказать квантовую запутанность — ключевое свойство для квантовых вычислений. Учёные также планируют использовать RIXS для манипуляции материалами с помощью света, открывая новые свойства. Технологии RIXS продолжают развиваться, что делает их важным инструментом для изучения квантовых материалов и создания технологий будущего.
Исследователи используют метод, называемый резонансным неупругим рассеянием рентгеновского излучения, или RIXS, для изучения электронного поведения квантовых материалов. На приведенном выше рисунке показано, как ультраяркое рентгеновское излучение ударяет по электронам квантового материала (серым кругам) и рассеивается на образце. В этом примере изменение энергии рентгеновского излучения даст представление о свойстве электрона, называемом спином, представленном стрелками. Фото: Брэд Баксли/Part to Whole LLC.
Дополнительная информация: M. Mitrano et al, Exploring Quantum Materials with Resonant Inelastic X-Ray Scattering, Physical Review X (2024). DOI: 10.1103/PhysRevX.14.040501