Научници од Јужна Кореја го открија потеклото на необичниот „пулсирачки“ сигнал што со години го отежнуваше толкувањето на квантните мерења во наножици од тополошки изолатори.
Истражувањето покажа дека сигналот настанува поради преклопување на две различни квантни осцилации. Едната потекнува од тополошките електронски состојби на површината на наножицата, а другата од обичен двoдимензионален електронски гас во тенок слој веднаш под површината.
Тополошките изолатори во внатрешноста слабо спроведуваат електрична струја, но на нивната површина имаат посебни електронски состојби. Кога материјалот се обликува во наножица и се изложи на магнетно поле, електронските бранови што се движат по различни патеки интерферираат. Така се создаваат Аронов-Бомовите осцилации, односно периодични промени во спроводливоста.
Кај наножиците од антимонски допиран бизмут-селенид (Sb-допиран Bi₂Se₃), истражувачите забележале дека сигналот не следи една едноставна осцилација. Наместо тоа, неговата јачина периодично се засилува и ослабува, слично на пулсирачкиот звук што се добива кога се спојуваат два тона со блиски, но различни фреквенции.
За да ги раздвојат преклопените сигнали, тимот предводен од професорот Сон Теѓун од Националниот универзитет Конгџу применил машинско учење. Анализата покажала дека двете фреквенции остануваат различни и при промена на гејт-напонот, иако изгледот на пулсирањето се менува. Теоретските пресметки го повториле набљудуваниот ефект, кој бил потврден и со независен уред.
Причината за различните периоди е тоа што електроните во двете состојби опфаќаат малку различни површини додека кружат околу наножицата. Токму оваа разлика создава преклопување на осцилациите и го произведува карактеристичниот сигнал.
Резултатите покажуваат дека Аронов-Бомовите осцилации не се единствен показател за присуство на тополошки површински состојби, бидејќи во нив може да учествуваат и обични електронски состојби. Ова поставува построг критериум за препознавање на тополошките сигнали и може да помогне во попрецизно управување со идните квантни уреди.
Студијата е објавена во списанието Nano Letters.
