Voor het eerst is een natuurlijk mineraal gevonden dat alleen geleidend is aan het oppervlak. Goed nieuws voor de makers van kwantumcomputers, suggereert een publicatie in Nano Letters.

De elektronen in zo’n ‘topologische isolator’ zitten als het ware aan hun plek vast: hun spin is gekoppeld aan hun beweging, met als gevolg dat ze alleen maar kunnen rondcirkelen. Alleen aan het oppervlak kunnen ze wat vrijer bewegen, en daar zie je dus wel elektrische geleiding.

Voor die kwantumcomputers zou de waarde moeten zitten in het feit dat het vrijwel onmogelijk is om de elektronenspin in zo’n materiaal om te keren. Je kunt die spin dus in principe gebruiken om binaire informatie voor eeuwig veilig vast te leggen.

Rond 2005 is voor het eerst voorspeld dat zulke materialen in theorie zouden kunnen bestaan, en een paar jaar later werden ze ook gesynthetiseerd. Zware metalen zoals bismut en telluur zijn de sleutelingrediënten. Probleem was ehcter dat het nooit lukte om de kristallen helemaal zuiver te krijgen - en er is maar een heel klein beetje verontreiniging nodig om de isolerende eigenschappen te niet te doen.

In een voormalige goudmijn in Tsjechië hebben Duitse onderzoekers nu echter kristallen van het mineraal kawazuliet aangetroffen, die alle kenmerken vertonen van een topologische isolator en die op de een of andere manier een stuk zuiverder blijken te zijn dan de probeersels uit het lab.

De vraag is nu of er genoeg van die kristallen zijn om het gebruik als geheugenelement in kwantumcomputers serieus te overwegen.

bron: news@nature