Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) модифицировали созданный ими же материал на основе марганца, висмута и теллура. Он может использоваться в квантовых компьютерах, а также в спинтронике, которая заменит в будущем классическую кремниевую электронику. Доработка позволила снизить количество дефектов в материале и повысить его качество.
Разработанный материал относится к магнитным топологическим изоляторам, то есть обладает двойственными характеристиками: внутри ведет себя как изолятор, не проводя ток, а снаружи поддерживает электропроводность. Есть возможность управлять внутренним магнетизмом такого соединения, что позволяет менять и свойства под поставленные задачи. Его электропроводность устойчива к мелким повреждениям, поскольку электроны, движущиеся по краю изолятора, имеют четко заданный спин и не рассеиваются на участках с дефектами.
Разделение спиновых токов делает материал перспективным для использования в спинтронике. В приборах на ее основе данные переносятся не зарядом электрона, а его спином, что повышает плотность передачи информации, а также скорость отправки, снижает размер и энергопотребление устройства.
Структура на основе марганца, висмута и теллура, созданная в Санкт-Петербурге, хорошо себя показала. Однако ученые добились более совершенных характеристик, продолжая экспериментировать с ней. В частности, они заменили марганец на свинец, что уменьшило количество внутренних дефектов. А добавление германия и олова меняет магнитные характеристики и влияет на величину запрещенной зоны, от которой зависит электропроводность.
Экспериментальные работы СПбГУ направлены не только на изменение свойств материала, но и на производственные задачи. В частности, прорабатывается метод синтеза кристаллов, которые можно будет использовать в научных исследованиях, а также выращивания тонких пленок для масштабного массового производства.
Кроме того, перспективны и термоэлектрические характеристики одной из разновидностей материала. Он может преобразовывать тепловую энергию в электрическую. А создание спинового фильтра позволит избирательно пропускать или блокировать определенные спины электронов, что еще больше повысить управляемость системы.
Ранее мы рассказывали, как новосибирские ученые разработали новый материал для «умных» силиконов.
