Bine aţi venit la Institutul de Inginerie Electronica şi Nanotehnologii “D. Ghiţu”

Back

Elaborarea tehnologiei de obţinere a izolatorilor topologici pentru posibila utilizare a lor în spintronică şi calculatoare cuantice

Codul: 11.836.05.05A
Titlul: Elaborarea tehnologiei de obţinere a izolatorilor topologici pentru posibila utilizare a lor în spintronică şi calculatoare cuantice
Program: Nanotehnologii şi Nanomateriale
Termenul executării: 2011-2012
Instituţii: Institutul de Inginerie Electronică şi Nanotehnologii „D.Ghiţu”, AŞM
Conducător: Konopko Leonid, dr. şt. f.-m., conf. cercet.
Executori: Laboratorul Electronica Structurilor de Dimensionalitate Redusă
Cuvinte cheie: Stări de suprafaţă, interacţiune spin-orbitală, izolator topologic, termoelectricitate


Rezumat:

Proiectul are ca scop posibilitatea creării unor dispozitive fundamental noi folosind o nouă clasă de materiale în stare fizică solidă - izolatori topologici, predicţia teoretică a cărora în anul 2007, iar mai târziu confirmată experimental în anul 2008, a provocat interes major la momentul actual faţă de aceste materiale unice. Pe suprafeţele izolatorilor topologici, electronii se deplasează cu o rezistenţă redusă. Astfel, cu mai puţină energie se poate obţine o eficienţă mai mare a micării electronilor în comparaţie cu dispozitivele electronice moderne.

O condiţie importantă pentru utilizarea practică a izolatoarelor topologice este producerea lor cu orientarea cristalografică necesară. În acest scop va fi dezvoltată tehnologia de obţinere a nanofirelor utilizând metodele de recristalizare cu ajutorul laserului şi cea zonală, precum şi recristalizarea în câmp magnetic.

Teoretic, a fost prezisă o creştere semnificativă a ZT în structurile de dimensiuni reduse. Recent sa demonstrat că cristalele Bi2Te3 şi Bi2Se3 sunt izolatori topologici şi stările de suprafaţă ale lor formează un singur „Dirac cone”, acest fapt deschide noi perspective pentru utilizarea nanofirelor Bi2Se3 şi Bi2Te3 în termoelectricitate.

În intervalul de temperatură 300 – 4 K urmează să fie măsurată forţa termoelectromotoare (inclusiv sub influenţa câmpurilor magnetic şi electric transversal, precum şi a alungirii şi comprimării uniaxiale) în nanofirele izolatorilor topologici fabricate în scopul obţinerii materialelor termoelectrice cu eficienţă înaltă.

Din măsurările oscilaţiilor Aharonov-Bohm şi fazei Berry în nanofire de Bi, am demonstrat existenţa unor stări de suprafaţă cu un singur grad de libertate pentru spin, aşa cum există în izolatori topologici. În scopul cercetării oscilaţiilor Aharonov-Bohm şi fazei Berry, ca o condiţie necesară pentru prezentarea dovezii de corespundere a lor pentru utilizare în spintronică, va fi investigată magnetorezistenţa izolatorilor topologici ale nanofirelor obţinute.

Pentru a cercetarea posibilitatea de a utiliza nanofire de InSb şi Bi în computere cuantice (pentru generarea fazei topologice supraconductoare) va fi investigată interfaţa nanofire-s-wave supraconductor (de exemplu, Pb) în câmp magnetic longitudinal slab.