上面的方法是通过以下技术:
研究能力和结果
舰队的方法是多学科,结合努力在凝聚态,冷原子物理、材料科学和纳米加工。
舰队将:
- 发展和进步低能电子的新概念
- 增加全球科学界的基本的理解量子材料和电子设备
- 澳大利亚研究能力建设量子材料、半导体和电子设备
- 可以发现在科学前沿。
研究主题1:拓扑材料雷竞技苹果版
舰队的拓扑材料研雷竞技苹果版究主题旨在实现电流流接近零电阻,基于一种范式转移,凝聚态物理和材料科学的理解:拓扑绝缘体的出现。
与传统的绝缘体,不导电,拓扑绝缘体导电,但只有沿着边缘。
这些拓扑边缘路径,电子只能在一个方向上移动,没有消散的反向散射的能量在传统电子产品。
舰队的挑战是创建拓扑材料将作为绝缘体内部,沿着边缘可切换的传导雷竞技苹果版路径。
拓扑晶体管将“开关”,就像一个传统的CMOS晶体管(硅),用一个“控制”之间的电压转换边缘路径是一个拓扑绝缘体(上)和传统的绝缘子(“关闭”)。
新技术成为一个可行的替代传统的晶体管,所需的属性必须在室温下可实现的(否则,更多能量散失在维持超低温度比低能量保存的切换)。
使用方法是:
- 电磁拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应(QAHE)
- 拓扑狄拉克半金属
- 人工拓扑系统。
2022主题突出
- 优化低能拓扑的开关2 d Xene nanoribbons (看到的案例研究)
- 形成自组装戈薇晶格使用有机框架,lattice-electron互动创造新颖的电子状态向低功耗莫特的晶体管
- 理论上证明拓扑材料表现出小说,非线性电气和光雷竞技苹果版学特性可用的材料描述和新设备的应用
- 实现新功能和改进的属性在压电材料使用小心控制的晶体生长。
2023年舰队将:
- 建立世界领先技术舰队已经开发了制造纳米人工格用“自下而上”的自我组装和自顶向下的光刻方法研究设备设计师量子特性
- 利用的灵活性范德瓦尔斯系统结合材料和非常不同的电子和磁特性,提高拓扑绝缘体的性质对功能性拓扑晶体管
- 发展理论模型定量地了解旋轨道相互作用对电子的影响纳米半导体器件的性质,和磁场的相互作用和拓扑拓扑材料。雷竞技苹果版
主题2:研究激子超流体
舰队的第二个研究主题使用量子态称为超流体达到用最少的能量耗散电流流。
在超流体,散射是禁止的量子统计,所以电流可以流无阻力。
超流体是一种量子态中的所有粒子流量相同的动力,也没有能量散失于其他运动。粒子和粒子,包括激子和exciton-polaritons,可以形成一个超流体。
研究人员正试图创建超流体流使用三种方法:
- Exciton-polariton玻色子凝结在atomically-thin材料
- Topologically-protected exciton-polariton流
- 激子在twin-layer超流体材料。
如果exciton-superfluid设备是一个可行的、低能耗的替代传统的电子设备,它们必须能够在室温下操作,没有能源密集型冷却。
因此,舰队寻求实现超流体流在室温条件下,使用atomically-thin半导体作为超流体介质。
2022主题突出
- 调查、实验和理论上,相互作用的费米极化子charge-doped单层WS2(看到的案例研究)
- 实现低温p型欧姆接触电气运输研究单层WS2
- 观察增强一致性和室温WS2极化声子基态人口在一个设计的陷阱
- 开发一个可伸缩的方法集成单层WS2为件轻松事强耦合polymer-spaced光学相结合
- 直接测量WS2通过多维相干光谱双激子。
2023年舰队将:
- 继续朝着超流体exciton-polaritons TMD单层膜在室温下的缩合反应
- 研究多体复合物和长寿的黑暗激子在TMD单层膜,并探索其潜在超流体凝结
- 继续调查BCS exciton-polariton政权系统的过渡
- 从理论上探索行为耗散超流体的通道。
主题3:Light-transformed材料
零电阻的电流路径寻求在舰队可以创建使用两个非平衡机制:
- 短(飞秒),强烈的光暂时迫使物质采取一个新的、不同的拓扑状态
- Dynamically-engineered dissipationless运输。
很短,强烈的光脉冲被用来迫使材料成为拓扑绝缘体(见研究主题1)或转变成一个超流体状态(见研究主题2)。
强迫状态只是暂时的,但研究人员了解大量的基本物理拓扑绝缘体材料和超流体观察自然和强制状态之间的转移在一段时间内的几微秒。
利用超短脉冲切换dissipationless-conducting和正常状态,我们还可以创建超高速光电开关dissipationless电流。
第二种方法通常使用周期性扰动(通常是光)修改系统上的行为。
2022主题突出
- 希格斯粒子测量模式振荡的超流费米子气体(看到的案例研究)
- 静电控制宽带太赫兹复杂的石墨烯电导率
- 量子exciton-polarons维里展开
- 实验研究在单层WS polaron-polaron交互2
- 理论上观察双稳态driven-dissipative超流体
- 发展一个理论的thermalisation tunnel-coupled非平衡冷凝物。
2023年舰队将:
- 演示弗洛凯控制石墨烯的能带结构
- 继续发展的方法来识别拓扑州弗洛凯系统使用太赫兹光谱
- 制定杂质和非平衡动力学定量调查2 d费米气体
- 研究量子kicked-rotor(弗洛凯)与旋轨道耦合系统
- 证明相干量子显微镜探针在2 d图像电流的材料
- 进一步发展的理论driven-dissipative(非平衡)超流体的运输。
技术:Atomically-thin材料
舰队的三个研究主题显著启用的科学小说,atomically-thin、二维(2 d)材料。
这些材料可以薄一层单原子层,产生的不寻常的和
有用的电子性质。
提供这些材料,从大部分晶体薄膜atomically-thin层,舰队利用广泛的合成材料在澳大利亚和国际经验。
最知名atomically-thin材料石墨烯,碳原子组成的二维表,是一种优质的电导体。
舰队科学家使用其他atomically-thin材料在寻找材料拥有必要的属性拓扑和exciton-superfluid状态。
2022年了
- 构建一个large-bandgap量子反常霍尔绝缘子异质结构(看到的案例研究)
- 观察巨人,负磁阻titanium-doped 2 d铁磁Cr2Se3
- 调查传输向调优magnetic-doped贝瑞阶段三维拓扑绝缘体BI2Se3
- 确认拓扑半金属Ta antilocalisation疲软0.7注0.3某人2单晶
- 通过离子注入可能永久Dirac-to Weyl-semimetal相变
- 设计铋铁素体由电影具有巨大的压电特性
- 理解LaNiO缺陷的作用3稀土nickelate电影
- 创建拓扑在铋铁氧体超晶格孤子
- 开发一个新的扫描探针技术(层析原子力显微镜)研究拓扑缺陷的表面下铁电薄膜。
2023年舰队将:
- 发展与工程拓扑共振隧穿铁酸铋的异质结构的缺陷
- 在铁酸铋电影开发低能切换线路
- 开发新的熵氧化自旋电子材料。
技术B: Nanodevice制造
舰队的研究坐在什么是可能的在凝聚态物理的边界。因此,纳米制造功能的设备将该中心的最终的成功的关键。
专业技术需要集成小说atomically-thin,二维(2 d)材料为高质量、高性能nanodevices。
例如,成功开发功能性拓扑晶体管需要atomically-thin拓扑绝缘体与电气盖茨被集成。和exciton-polariton冷凝设备将需要结合atomically-thin半导体光学腔。
Nanodevice制造和描述链接舰队的许多组织和节点。有些团体带来设备制造方面的专业知识,而其他团体在设备描述。
舰队带来澳大利亚强度在精密加工和纳米加工与世界领先的专业知识在范德瓦耳斯就是secu * tanu减去vdW () hetero-structure制造建立先进atomically-thin设备制造能力。
2022 B技术亮点
- 操纵层间磁耦合在范德瓦尔斯hetero-structures(见案例研究)
- 意识到室温,就是secu * tanu减去vdW electrically-tuned磁相变材料
- 在铁电异质结构实现共振隧穿,包括polarisation-mediated负微分电阻
- 单扇的策略操作拓扑量子场效应晶体管打玻耳兹曼的暴政
- 显示邻近耦合反铁磁性物质可以同时打玻耳兹曼的暴政和保护dissipationless””状态
- 证明遗传算法2O3玻璃作为石墨烯的保护层,减少了与温度有关的电阻率。
2023年舰队将:
- 努力实现室温磁就是secu * tanu减去vdW邻近效应在hetero-structures
- 努力实现室温和spin-torque设备就是secu * tanu减去vdW基于hetero-structures旋转传输设备。