Un team di fisici guidato da Rutgers ha dimostrato un modo per condurre l'elettricità tra i transistor senza perdita di energia, aprendo la porta all'elettronica a bassa potenza e, potenzialmente, calcolo quantistico che sarebbe molto più veloce dei computer di oggi.

Le loro scoperte, che prevedeva l'utilizzo di una speciale miscela di materiali con proprietà magnetiche e isolanti, sono pubblicati online in Fisica della natura .

"Questo materiale, sebbene sia molto diluito in termini di proprietà magnetiche, può ancora comportarsi come un magnete e conduce l'elettricità a bassa temperatura senza perdita di energia, " disse Weida Wu, autore senior dello studio e professore associato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia della Rutgers University-New Brunswick. "Almeno in linea di principio, se riesci a farlo funzionare a una temperatura più alta, puoi usarlo per interconnessioni elettroniche all'interno di chip di silicio utilizzati in computer e altri dispositivi."

I coautori dello studio in Cina hanno combinato cromo e vanadio come elementi magnetici con un isolante costituito da bismuto, antimonio e tellurio. Quando gli elettroni in questo materiale speciale sono allineati in una direzione, come l'ago di una bussola che punta a nord, una corrente elettrica può fluire lungo i suoi bordi solo in una direzione, portando a zero perdite di energia. Ciò significa che l'elettricità potrebbe essere condotta tra i transistor all'interno dei chip di silicio utilizzati nei computer e altri dispositivi elettronici con la massima efficienza.

Gli attuali chip di silicio utilizzano principalmente il metallo per le interconnessioni elettriche nei transistor, ma ciò porta a una notevole perdita di energia, ha detto Wu.

Gli scienziati hanno dimostrato l'allineamento uniforme degli elettroni rotanti nello speciale isolante magnetico, chiamato isolante di Hall anomalo quantistico. Conduce elettricità senza perdita di energia quando la temperatura è vicina allo zero assoluto:meno 459,67 gradi Fahrenheit. I prossimi passi includeranno la dimostrazione del fenomeno a una temperatura molto più alta e più pratica per l'elettronica, insieme alla creazione di una piattaforma per il calcolo quantistico.

Lo studio è stato condotto da Wenbo Wang, uno studente di dottorato in fisica alla Rutgers' School of Graduate Studies. I coautori includono scienziati della Tsinghua University e del Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, sia a Pechino, Cina.