Τοπολογικός Μονωτής
- Ένα είδος υλικών.
Ετυμολογία[]
Η ονομασία "μονωτής" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη "μόνωση".
Εισαγωγή[]
Τοπολογικός μονωτής λέγεται ένα υλικό που δεν είναι αγωγός ρεύματος στο εσωτερικό του, διέρχεται όμως ηλεκτρικό ρεύμα από την επιφάνειά του.
Η συγκεκριμένη αλλόκοτη συμπεριφορά παρατηρήθηκε πρώτη φορά τη δεκαετία του 1970, σε υλικά υπό την παρουσία ισχυρού μαγνητικού πεδίου και σε χαμηλές θερμοκρασίες, και εξηγήθηκε με το Κβαντικό Φαινόμενο Hall, για το οποίο κέρδισε ανεξάρτητα το βραβείο Nobel Φυσικής του 1985 ο von Klitzing.
Υπό συγκεκριμένες περιπτώσεις, το Μαγνητικό Πεδίο εμποδίζει την κίνηση των ηλεκτρονίων στο εσωτερικό του υλικού, μετατρέποντάς το σε μονωτή, όμως στις παρυφές του υλικού τα ηλεκτρόνια μπορούν και κινούνται ελεύθερα.
Το ίδιο φαινόμενο παρατηρήθηκε αργότερα, κατά τη δεκαετία του 80 και σε κανονικά υλικά, δίχως την παρουσία ειδικών συνθηκών. Ακόμη εντυπωσιακότερο ήταν το γεγονός ότι ακόμα και αν υπήρχαν ατέλειες στο υλικό, η επιφάνεια συνέχιζε να είναι ένα πολύ καλός αγωγός ρεύματος.
Το κλειδί για την εξήγηση του φαινομένου ήταν ότι τα μόρια στην επιφάνεια του υλικού βρίσκονται σε εκείνη τη θέση για «τοπολογικούς λόγους», η τοπολογία δηλαδή του υλικού προστατεύει τον αγωγό από ατέλειες ή φθορές.
Ο Haldane ήταν εκείνος που έθεσε τις βάσεις για τη θεωρία με την έρευνά του για το συστήματα ηλεκτρονίων σε μία διάσταση.
Οι Kane και Zhang επέκτειναν τη θεωρία και μάλιστα τοπολογικοί μονωτές σε δύο και τρεις διαστάσεις είχαν προταθεί θεωρητικά το 2005 και το 2007, πριν ανακαλυφθούν πειραματικά το 2007.
Πολλοί ερευνητές μελετούν το φαινόμενο των τοπολογικών μονωτών ώστε να κατανοηθεί πληρέστερα και να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές, καθώς πιστεύεται ότι μπορούν να παίξουν ρόλο στους σύγχρονους υπολογιστές και στις τηλεπικοινωνίες.
Πέραν από το γεγονός ότι είναι μια κβαντική κατάσταση της ύλης που δεν είναι ακόμη τελείως γνωστή, ενδιαφέρον για τους τοπολογικούς μονωτές προκύπτει και από το γεγονός ότι οι ιδιότητές τους ομοιάζουν, ως ένα βαθμό, με αυτές των φερμιονίων Majorana, υποθετικών σωματιδίων, τα οποία είναι ταυτόχρονα και αντισωματίδια.
Βράβευση[]
Για τη συνεισφορά τους στην κατανόηση του φαινομένου αυτού, απονεμήθηκε σε τρεις φυσικούς συμπυκνωμένης ύλης, το βραβείο Dirac για το έτος 2012.
Πρόκειται για τους:
- Haldane από το πανεπιστήμιο Prinston,
- Kane από το πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια,
- Zhang από το Στάνφορντ.
To βραβείο απονέμει το Διεθνές Κέντρο Θεωρητικής Φυσικής (ICTP), στην Τεργέστη της Ιταλίας, από το 1985 και εξής, κάθε χρόνο στις 8 Αυγούστου, προς τιμή του μεγάλου Άγγλου φυσικού Dirac, που γεννήθηκε εκείνη τη μέρα το 1902.
Υποσημειώσεις[]
Εσωτερική Αρθρογραφία[]
- μονωτής
- Μόνωση
- αγωγός
- ημιαγωγός
- υπεραγωγός
- Ηλεκτρικός Μονωτής
- Θερμικός Μονωτής
- Τοπολογικός Μονωτής
Βιβλιογραφία[]
Ιστογραφία[]
 Κίνδυνοι Χρήσης
|
|---|
|
Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι Επίσης, |
- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν
- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)