Čovečanstvo se nalazi na ivici dve velike revolucije: buma 2-dimenzionalnih supermaterijala poput grafena sa neverovatnim svojstvima i uvođenja kvantnih računara sa procesorskom snagom koja znatno nadmašuje standardne računare.
Razumevanje materijala kao što je grafen, napravljenih od pojedinačnih listova atoma, znači bolje istraživanje svojstava koja pokazuju na atomskom nivou. Ovo uključuje kako se elektroni ponašaju oko superprovodnika — materijala koji kada se ohlade na temperature blizu apsolutne nule, mogu da provode električnu energiju bez gubitka energije.
Kada je superprovodnik uklješten između metalnih materijala, može se pojaviti vrsta rasejanja koja se zove ukrštena Andrejevljeva refleksija, a u spoju superprovodnika s-talasa, Andrejevljeva refleksija obično indukuje korelirani suprotni spin u elektronima. Ovo se može koristiti za izazivanje preplitanja, kvantnog fenomena koji je kritičan za kvantne računare.
U novom radu u The European Physical Journal B, autor Rui Shen, iz Nacionalne laboratorije za mikrostrukture čvrstog stanja i škole fizike na Univerzitetu Nanjing, Kina, i njegovi koautori teoretski procenjuju nelokalni transport i ukrštaju Andrejevu refleksiju u feromagnetnom s -talasni supraprovodnički spoj sastavljen od grafenskih rešetki sa prazninama.
„Postepeni potencijal može se indukovati uzgojem feromagnetnog grafena na supstratu bor nitrida, što dovodi do kršenja simetrije i potpuno spin-polarizovanog elektronskog stanja“, kaže Shen. „Fermijev nivo je pravilno podešen preko napona na kapiji ili dopinga tako da prelazi samo jednu provodnu traku u levom odvodu i jedan valentni pojas u desnom odvodu.
Šen objašnjava da je tim predvideo čisti Andrejevski refleksni signal sa jednakim spinom u antiparalelnoj konfiguraciji feromagnetnih razmenjivačkih polja dva odvoda i čisti CAR signal suprotnog spina u paralelnoj konfiguraciji.
„Korelacije jednakog i suprotnog spina mogu se lako promeniti zamenom polja razmene. Čisti signal jednakog spina ovde je odsutan u spoju grafena bez praznina“, nastavlja on. „Čista ukrštena Andrejevljeva refleksija sa jednakim spinom (ukrštena Andrejevljeva refleksija suprotnog spina) u našem modelu je postignuta ne samo u Dirakovoj tački već i u velikom opsegu napona, što sugeriše visoko efikasno nelokalno cepanje Cooperovih parova sa spin-tripletom ( spin -singlet) korelacije uparivanja“.
Šen dodaje da se vremenski obrnuti proces CAR-a naziva cepanjem Kuperovog para i predstavlja jedan od efikasnih načina za dobijanje zapletenih stanja u kvantnim sistemima.
„Ovo može imati značajne primene u kvantnoj komunikaciji i kvantnom računanju“, zaključuje on.
