Группа исследователей, возглавляемая физиками из Университета Райса, создала новый материал с необычными электронными характеристиками. Он способен значительно повысить производительность и энергоэффективность электронных устройств будущего, пишет Phys.org.
Полученный материал, известный как металл узловой линии Крамерса, был синтезирован путем добавления малых доз индия в слоистую структуру соединения тантала и серы. Благодаря изменению симметрии кристаллов появились новые физические эффекты, обусловленные специфическим поведением узловой линии Крамерса. По словам авторов исследования, результаты открывают прямой путь к созданию новых квантовых материалов с заданными свойствами, необходимыми для следующего поколения электроники.
Экспериментаторы заметили, что введение атомов индия в дисульфид тантала (TaS₂) нарушает исходную симметрию решетки, формируя уникальную структуру, где электроны с различным спином перемещаются вдоль различных траекторий в фазовом пространстве импульсов. Эти траектории сходятся лишь в определенной точке — узле Крамерса, что придает материалу необычные характеристики. Наряду с этим, новый материал проявляет признаки переноса электрического тока без потери энергии, показывая свойства сверхпроводимости. Такое сочетание характеристик позволяет рассматривать возможность создания топологически стабильных сверхпроводящих материалов, способных существенно изменить принципы функционирования энергосистем и компьютерных технологий.
Используя современные методы анализа, включая угловую и спин-зависимую фотоэлектронную спектроскопию, а также измерения электропроводности в сильных магнитных полях, ученые детально изучили внутренние процессы в материале. Они научились контролировать положение и динамику электронов, обеспечивающих проводимость. Полученные данные подтвердили высокую точность настройки свойств материала, что важно для последующего практического применения.
Ученые отмечают, что проведенная работа приближает мир к новым горизонтам понимания квантовых явлений в материалах и создает основу для дальнейшего прогресса в области низкоэнергозатратных технологий. «Мы стоим на пороге важных открытий, предоставляющих огромные перспективы для нашего нового материала», — заключает Юйсян Гао, аспирант Университета Райса и один из первых авторов исследования.
Тем временем в России изобрели люминофор длительного свечения. Рассказали, зачем он нужен.
