認(rèn)識Q-硅 - 一種用于自旋電子量子計算機的新型磁性材料-當(dāng)前資訊
一個多世紀(jì)以來，硅一直在電子領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，現(xiàn)在這種半導(dǎo)體元素的一個新版本可能有助于將其用途擴展到未來。 北卡羅來納州立大學(xué) (NCSU) 的工程師發(fā)現(xiàn)了一種名為Q-硅的全新材料，其新特性可能在量子計算機和自旋電子學(xué)中發(fā)揮重要作用。
北卡羅來納州立大學(xué)團隊通過使用持續(xù)時間僅為納秒的激光脈沖撞擊非晶硅，使其熔化后又迅速冷卻以再次硬化從而獲得了這一發(fā)現(xiàn)。 這創(chuàng)造了一種新的硅形式，該團隊將其稱為 Q-硅，類似于他們之前創(chuàng)建Q-碳的工作。
Q-硅擁有一些普通舊硅所缺乏的新特性，其中最重要的是室溫下的鐵磁性。 這種磁性對于某些數(shù)據(jù)存儲方法至關(guān)重要，并且可以幫助解鎖一個稱為自旋電子學(xué)的新興領(lǐng)域，顧名思義，該領(lǐng)域通過電子的“自旋”而不是電荷來傳輸和存儲數(shù)據(jù)，就像當(dāng)前的電子產(chǎn)品一樣 。 這有可能使設(shè)備更小、更快、更節(jié)能。
這也可能使其成為量子計算機的絕佳材料，量子計算機不僅可以存儲 1 和 0 的信息，還可以同時存儲兩者的疊加信息。 這使得它們能夠執(zhí)行比任何傳統(tǒng)計算機更先進(jìn)的計算。
不僅僅是鐵磁性，與普通材料相比，Q-硅還表現(xiàn)出更高的硬度和超導(dǎo)性，這兩種特性也有助于自旋電子學(xué)和量子計算。
該研究的通訊作者杰伊·納拉揚 (Jay Narayan) 表示：“Q-硅的這一發(fā)現(xiàn)將通過增加自旋電子學(xué)或基于自旋的量子計算等新功能來徹底改變現(xiàn)代微電子學(xué)。簡而言之，Q-silicon 為自旋電子學(xué)與芯片上微電子學(xué)的集成提供了一個理想的平臺。”
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