Das Anlegen eines elektrischen Feldes verändert die Symmetrie des Kristalls und treibt einen Übergang von einem Metall (links) zu einem Isolator (rechts) an (Copyright He/Franchini).
ForscherInnen gelingt die Steuerung der Quantenwechselwirkungen in realistischem Material. Für Elektronik und Quantencomputer der Zukunft sind Materialien mit kontrollierbaren quantenmechanischen Eigenschaften von großer Bedeutung. Es ist jedoch eine große Herausforderung, realistische Materialien zu finden und zu entwickeln, die diese Effekte tatsächlich besitzen. Nun bestätigt ein internationales Forschungsteam aus TheoretikerInnen und ComputerwissenschafterInnen um Cesare Franchini von der Universität Wien, dass mehrere dieser quantenmechanischen Wechselwirkungen in einem einzigen, realistischen Material gleichzeitig vorkommen können - und zeigen, wie diese durch ein elektrisches Feld kontrollierbar werden. Die Ergebnisse der Studie erscheinen aktuell. Die Elektronik und Quantencomputer der Zukunft setzen auf Materialien, die quantenmechanische Eigenschaften besitzen und von außen zum Beispiel mit Hilfe einer Batterie in einem mikroelektronischen Schaltkreis gesteuert werden können. Quantenmechanik bestimmt unter anderem, wie schnell sich Elektronen durch ein Material bewegen können und legen damit fest, ob das Material ein Metall ist, das elektrischen Strom leitet, oder ein Isolator, der keinen Strom leiten kann.
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