Группа физиков из Городского колледжа Нью-Йорка под руководством Лии Крусин-Эльбаум разработала метод управления релятивистскими электронными структурами в магнитном вейлевском полуметалле. Исследователи использовали катионы водорода (H+) для манипуляции особыми состояниями материала, в котором электроны ведут себя как безмассовые частицы — фермионы Вейля, характеризующиеся хиральностью, связанной с их спином и импульсом.

В ходе экспериментов с магнитным материалом MnSb?Te? учёным удалось обнаружить возможность настройки и усиления хиральности электронного транспорта путём внедрения ионов водорода. Это позволяет изменять энергетические ландшафты — так называемые узлы Вейля — внутри материала. Результаты исследования открывают новые возможности для создания квантовых устройств и развития отказоустойчивых квантовых вычислений.

Настройка узлов Вейля с помощью H+ устраняет нарушения связей Mn-Te и снижает рассеяние между узлами. В лаборатории команда провела угловые измерения электрического транспорта, которые показали, что электрические заряды движутся по-разному при вращении магнитного поля по часовой стрелке и против неё, создавая желаемые токи с низкой диссипацией.

«Главное достижение этой работы — расширение возможностей создания топологических квантовых материалов за пределами природных образцов. Настраиваемые топологические структуры, модифицированные водородом или другими лёгкими элементами, открывают путь к потенциально революционным применениям в будущих квантовых устройствах», — отмечает профессор Крусин-Эльбаум..

Учёные подчёркивают, что разработанная методика имеет универсальный характер и может существенно повысить потенциал топологических магнитов в будущей квантовой электронике.