Topoloji izolyator

Topoloji izolyator – həcmin daxilində dielektrik (izolyator) olan, səthin üstündə isə elektriki keçirən xüsusi tip materialdır. Topoloji izolyatorun nümunəsi kimi çox incə (əks halda lazımi effekt alınmır) civə təbəqəsi plyonkası və əvvəlcə laboratoriyada alınmış, sonra isə təbiətdə təsbit olunmuş kavatsulit mineralı çıxış edə bilər. Hal-hazırda dünyada multidissiplinar xarakterli elmi tədqiqatlar geniş vüsət alır. Kimya fizika və materialşünaslığın qovşağında elmi araşdırmaların ən prioritet istiqamətlərindən biri yüksək texnologiyalar üçün qabaqcıl materialların alınmasının elmi əsaslarının yaradılmasıdır. Bu materiallara topoloji izolyatorlar (Tİ), günəş enerjisi çeviriciləri üçün daha effektiv fotovoltaik materiallar və nəhayət yeni sinif yarımkeçirici-ferromaqnetiklər və termoelektriklər daxildir. Məlumdur ki, bu materialların yaradılmasında baza fazaları kimi metalların xalkogenidlərindən və onlar əsasında çoxkomponentli fazalardan istifadə olunur. Alternativ enerji mənbələri, mülki və hərbi sənaye və həmçinin, informasiya texnologiyaları üçün yuxarıda qeyd olunan innovativ materiallar arasında topoloji izolyatorlar xüsusi yer tutur. Maddənin bu xüsusi kvant halı cəmi bir neçə il öncə kəşf edilmişdir və onların araşdırılması yüksək texnologiyalar fizikası və kimyası sahəsində hazırda ən prioritet məsələlərdən biridir (Moore. The Birth of Topological İnsulators. Nature, 464, 7286, 2010). Tİ-də elektronlar kristalın həcmində deyil səthi boyunca hərəkət etməklə kvant spin Holl effekti nümayiş etdirir. Bu halda spinləri əks olan elektronların hərəkət istiqamətləri müxtəlif olur. Kvant spin Holl effektinin bu üstünlüyü keyfiyyətcə yeni elektronikanın – spintronikanın təşəkkül tapmasına real imkan yaradır. Topoloji izolyatorlar 1980-ci illərdə proqnozlaşdırılmış, ilk dəfə 2007-ci ildə təsbit olunmuş və həmin dövrdən aktiv şəkildə tədqiq edilir.

Xüsusiyyətləri

Üçölçülü topoloji izolyatorun səthi vəziyyəti ikiölçülü elektron qazının yeni tipidir, harda ki elektronun spini impulsla əlaqəlidir, yəni spin elektronun özünün hərəkətindən asılıdır.

Tətbiqi

Topoloji izolyatorlar kvant kompüterlərində informasiya daşıyıcısı kimi istifadə oluna bilər. Nəzəriyyədə tətbiqi:

• Maqnit monopoliləri
• Mayoran fermionu
• aksion
• kvant hesablamaları
• sahənin kvant nəzəriyyəsi

Ədəbiyyat

1. Абрикосов Н. Х., Банкина В. Ф., Порецкая Л. В. и др. Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе. М.: Наука, 1975, 216 с.
2. Бабанлы М. Б., Юсибов Ю. А., Абишев В. Т. Трехкомпонентные халькогениды на основе меди и серебра. Баку: БГУ, 1993, 342 с.
3. Угай А. Я. Введение в химию полупроводников. М.: Высшая школа, 1975, 302 с