Te ostatnie jak najbardziej istnieją i badacze chętnie je wykorzystają. Jak wyjaśniają w swojej publikacji zamieszczonej na łamach Science, wśród potencjalnych zastosowań wymienia się usprawnianie miniaturowej elektroniki. Dlaczego akurat urządzenia o małej mocy miałyby skorzystać na poczynionych postępach? To ze względu na fakt, iż w czasie propagacji elektronów nie dochodzi do utraty energii.
Czytaj też: W tym materiale elektrony płyną jak ciecz. Teraz fizycy dostrzegli w nim wiry elektronowe
Podstawę osiągniętego sukcesu stanowił materiał określany mianem romboedrycznego pięciowarstwowego grafenu. Pierwsze doniesienia na jego temat pojawiły się w ubiegłym roku, gdy naukowcy zidentyfikowali trzy istotne właściwości. Jedna z nich dotyczyła niezakłóconego ruchu elektronów przy krawędziach. Kiedy jednak miały się one poruszać przez środek, to sytuacja diametralnie się zmieniała.
Do stworzenia takiej autostrady potrzeba było jednak niezwykle silnego pola magnetycznego. Za sprawą ostatnich postępów naukowcom udało się osiągnąć ten sam efekt bez udziału magnetyzmu. Zaprojektowany przez członków zespołu badawczego układ jest zdecydowanie prostszy i obsługuje więcej kanałów elektronowych. O ile w przypadku konkurencyjnych rozwiązań mówiło się o zaledwie jednym paśmie, tak tutaj jest ich aż pięć.
Pięciopasmowa autostrada, jak to nazywają ją naukowcy z MIT, służy elektronom do przemieszczania się bez udziału pól magnetycznych
W przypadku grafenu romboedrycznego wykorzystanego przez autora użyto aż pięciu warstw. Zostały ułożone w określonej kolejności i zachodziły na siebie, choć całość miała zaledwie kilka miliardowych metra grubości. Do pracy w tak małych skalach potrzeba rzecz jasna zaawansowanych mikroskopów. Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych dodali kolejną warstwę, składającą się z dwusiarczku wolframu.
Efekt końcowy? Pięciopasmowa autostrada, którą poruszają się elektrony. A wszystko to bez stosowania pola magnetycznego. Taki rezultat był możliwy do uzyskania dzięki zjawisku znanemu jako kwantowy anomalny efekt Halla. I choć opisywany układ wykazuje tak pożądane właściwości jedynie w bardzo niskich temperaturach, to naukowcy zamierzają dążyć do ich podnoszenia. Dzięki temu wyczekiwany efekt będzie znacznie łatwiejszy do uzyskania.
Czytaj też: Połączenie fizyki kwantowej z fizyką jądrową jest możliwe. Naukowcy dokonali ogromnego przełomu
Jak przyznają sami zainteresowani, odnotowany sukces był pewnym zaskoczeniem. Prowadzone eksperymenty odbywały się bowiem metodą prób i błędów, a gwarancja sukcesu była w zasadzie zerowa. Na przestrzeni wielu miesięcy nie doszło do przełomu, aż w pewnym momencie – po schłodzeniu testowanego układu do skrajnie niskiej temperatury – takowy nastąpił. I to bez stosowania zewnętrznego pola magnetycznego.
