Международная группа исследователей выявила квантовое явление, которое в будущем может позволить электронным устройствам получать энергию из окружающей среды без использования традиционных батарей, сообщает Qazinform.com.

Исследование было проведено учеными из Queensland University of Technology и Nanyang Technological University. В центре внимания оказался нелинейный эффект Холла — квантовый процесс, позволяющий преобразовывать переменные электрические сигналы непосредственно в постоянный ток, пригодный для питания электронных устройств.

В отличие от традиционных технологий преобразования энергии, новый механизм способен генерировать постоянный ток без применения сложных электронных схем. По мнению исследователей, это открывает перспективы для создания автономных датчиков, носимой электроники и компонентов будущих систем беспроводной связи.

Для изучения эффекта ученые использовали топологический материал — теллурид висмута (Bi₂Te₃), известный своими необычными электронными свойствами. Эксперименты показали, что нелинейный эффект Холла сохраняется даже при комнатной температуре, что считается важным шагом на пути к его практическому применению.

Исследование также выявило, что характер эффекта зависит от температуры. При низких температурах ключевую роль играют микроскопические дефекты материала, тогда как при повышении температуры возрастает влияние колебаний атомов в кристаллической решетке. Примерно при 230 Кельвинах взаимодействие этих процессов приводит к изменению направления генерируемого электрического сигнала.

По словам авторов работы, обнаруженный механизм открывает новые возможности для управления нелинейным эффектом Холла и разработки более эффективных квантовых устройств. Более глубокое понимание процессов внутри материала позволит создавать структуры с заранее заданными характеристиками для конкретных технологических задач.

Ученые также считают, что в перспективе такие устройства смогут собирать небольшие объемы энергии из окружающей среды — например, из радиочастотных сигналов или беспроводных передач данных. Это потенциально позволит снизить зависимость от батарей или полностью отказаться от них в некоторых маломощных электронных системах.

Хотя до появления коммерческих решений еще далеко, исследователи подчеркивают, что их работа закладывает основу для создания компактных систем сбора энергии, новых беспроводных технологий и электроники следующего поколения.

Ранее агентство Qazinform сообщало, что компания Microsoft представила квантовый чип Majorana 2, который, по данным разработчиков, повысил надежность кубитов в тысячу раз по сравнению с предыдущим поколением технологии.