Ułatwienia dostępu

Seminarium Fizyki Materii Skondensowanej

Seminarium Fizyki Materii Skondensowanej Online

Nowy kwantowy standard oporności elektrycznej

18-02-2025 14:00 - 15:00
Miejsce
Seminarium na platformie Zoom Instytut Fizyki PAN
Telefon
E-mail
Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Speaker
Kajetan Fijałkowski
Affiliation
Uniwersytet Juliusza i Maksymiliana w Würzburgu

Kwantowy anomalny efekt Halla (QAHE), po raz pierwszy zaobserwowany w magnetycznym izolatorze topologicznym (Bi,Sb)2Te3 domieszkowanym Cr/V [1], może stać się przełomowym odkryciem w kwantowej metrologii, dzięki możliwości zdefiniowania nowej generacji kwantowych standardów oporu [2,3]. Rzeczywiście, jednym z celów nowoczesnej metrologii jest połączenie różnych standardów w tzw. kwantowe narzędzie metrologii elektrycznej, jedną aparaturę pomiarową, która będzie w stanie wykonać pomiary oporu kwantowego, napięcia i prądu, tj. uniwersalny standard elektryczny. Konwencjonalne kwantowe standardy oporu opierają się na całkowitym kwantowym efekcie Halla. Duże zewnętrzne pole magnetyczne wymagane do ustanowienia efektu Halla sprawia, że kwantowy standard napięcia (oparty na efekcie Josephsona) przestaje działać [4]. Natomiast QAHE umożliwi połączenie standardów, oferując kwantyzację oporu przy zerowym zewnętrznym polu magnetycznym [3]. Jest to również ważne w kontekście niedawnej redefinicji systemu SI, ponieważ jednostka masy, kilogram, jest teraz zdefiniowana na podstawie stałej Plancka (h). Ponieważ bezpośredni dostęp eksperymentalny do wartości h z wystarczającą precyzją jest trudny, alternatywne metody oparte na jednoczesnych pomiarach skwantowanego oporu i napięcia zyskują na znaczeniu (skwantowany opór daje wartość h/e^2, a napięcie wartość 2e/h, co razem pozwala uzyskać zarówno e, jak i h, gdzie e to ładunek elementarny).

W tym wykładzie omówię naszą niedawną demonstrację kwantowego standardu oporu przy zerowym zewnętrznym polu magnetycznym z wykorzystaniem QAHE, z precyzją kwantyzacji i dokładnością na poziomie kilku części na miliard (lub 10^-9) [3], po raz pierwszy przekraczając odpowiednie progi dla kwantowego standardu oporu. Pokazując, że efekt ten rzeczywiście może być użyty w metrologii, został on zrealizowany w bardzo trudnych warunkach eksperymentalnych (skrajnie niska temperatura i niski prąd elektryczny). Efekt ten będzie musiał zostać znacznie wzmocniony, aby umożliwić zastosowania w głównym nurcie metrologii, a w trakcie wykładu pokażę, dlaczego nasze niedawne wyniki dają nam pewność, że jest to możliwe [5,6].

[1] C.-Z. Chang et al.. Science 340, 167-170 (2013).
[2] Y. Okazaki et al.. Nature Physics 18, 25-29 (2022).
[3] D. K. Patel, K. M. Fijalkowski et al. Nature Electronics 7, 1111-1116 (2024).
[4] J. Brun-Picard et al. Physical Review X 6, 041051 (2016).
[5] K. M. Fijalkowski et al. Nature Communications 12, 5599 (2021).
[6] K. M. Fijalkowski et al. Nature Electronics 7, 438-443 (2024).
 
 

Lista terminów (Strona szczegółów wydarzenia)

  • 18-02-2025 14:00 - 15:00
Zapamiętaj ustawienia
Ustawienia plików cookies
Do działania oraz analizy naszej strony używamy plików cookies i podobnych technologii. Pomagają nam także zrozumieć w jaki sposób korzystasz z treści i funkcji witryny. Dzięki temu możemy nadal ulepszać i personalizować korzystanie z naszego serwisu. Zapewniamy, że Twoje dane są u nas bezpieczne. Nie przekazujemy ich firmom trzecim. Potwierdzając tę wiadomość akceptujesz naszą Politykę plików cookies.
Zaznacz wszystkie zgody
Odrzuć wszystko
Przeczytaj więcej
Essential
Te pliki cookie są potrzebne do prawidłowego działania witryny. Nie możesz ich wyłączyć.
Niezbędne pliki cookies
Te pliki cookie są konieczne do prawidłowego działania serwisu dlatego też nie można ich wyłączyć z tego poziomu, korzystanie z tych plików nie wiąże się z przetwarzaniem danych osobowych. W ustawieniach przeglądarki możliwe jest ich wyłączenie co może jednak zakłócić prawidłowe działanie serwisu.
Akceptuję
Analityczne pliki cookies
Te pliki cookie mają na celu w szczególności uzyskanie przez administratora serwisu wiedzy na temat statystyk dotyczących ruchu na stronie i źródła odwiedzin. Zazwyczaj zbieranie tych danych odbywa się anonimowo.
Google Analytics
Akceptuję
Odrzucam