Исследователи из Университета Корнелл применили магнитную визуализацию, чтобы впервые прямо наблюдать, как электроны перемещаются в особом типе изолятора. Их открытие показало, что транспортный ток внутри материала, а не вдоль его краев, как долго предполагали ученые. Эта долгодискуссионная тема связана с квантовыми аномальными изоляторами Холла и может способствовать разработке топологических материалов для будущих квантовых устройств.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Materials, было проведено под руководством Кати Новак, доцента кафедры физики, и Мэтта Фергюсона, доктора философии, в Институте химической физики твердого тела Макса Планка в Германии.
Исследование началось с анализа квантового эффекта Холла, который впервые был обнаружен в 1980 году и связан с явлением, при котором магнитное поле, приложенное к материалу, делает его внутреннюю часть изолятором, и электрический ток движется вдоль края этого материала. Однако эта старая концепция оказалась недостаточной для объяснения явления в более общих квантовых изоляторах Холла.
Квантовый аномальный изолятор Холла, который был открыт в 2013 году, обеспечивает аналогичный эффект, используя намагниченные материалы. Однако исследователи заметили, что ток движется внутри материала, а не только по краям, как долго считалось.
Это обнаружение вызывает новые вопросы о том, как точно происходит ток в квантовых аномальных изоляторах Холла. Это также может привести к разработке более сложных материалов и устройств, включая гибридные технологии, объединяющие сверхпроводники и квантовые аномальные изоляторы Холла.
