Сотрудники МФТИ и МГУ создали новую технологию производства объемных кристаллов магнитных топологических изоляторов — веществ, обладающих большим потенциалом для разработки квантовых вычислительных устройств и энергоэффективных электронных компонентов. Разработанная методика обеспечивает получение высококачественных кристаллов размером в несколько сантиметров. Они отличаются повышенной степенью чистоты и стабильности, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Топологические изоляторы представляют собой особый класс материалов. Они проводят электричество исключительно по своей поверхности, сохраняя диэлектрические свойства внутри объема. Такие характеристики делают их оптимально подходящими для построения будущих поколений квантовых процессоров и электронной техники. До сих пор широкое применение ограничивалось проблемой инконгруэнтного плавления: при нагревании компоненты материала разлагались, что препятствовало созданию больших и качественных монокристаллических образцов обычными способами.
Ученые из России нашли оригинальное решение проблемы за счет реализации процесса роста кристаллов в условиях трехфазного равновесия. Вместо традиционного подхода, основанного на применении однородного жидкого раствора определенного состава, предложенный метод предполагает сосуществование сразу трех фаз: растущего кристалла, расплава и твердого высокоплавкого компонента.
«Особенно впечатляет успешное применение метода к четверным системам, таким как (Ge, Mn) Bi2Te4 и Mn (Bi, In)2Te4, где контроль стехиометрии традиционно крайне сложен. Продемонстрированный контроль над эффективным коэффициентом сегрегации и однородностью распределения катионов в твердом растворе открывает путь к направленному синтезу материалов с заданными электронными и магнитными характеристиками», — комментирует заведующий лабораторией фотоэлектронной спектроскопии квантовых функциональных материалов МФТИ Александр Фролов.
Разработанная технология создает основу для производства материалов с заранее заданными свойствами. Она обеспечивает точное управление составом кристаллов, что крайне важно для целенаправленного изменения их магнитных и электрических характеристик. Это достижение представляет значительную ценность для дальнейшего прогресса в области квантовых технологий в России. По словам экспертов, высококачественные кристаллы магнитных топологических изоляторов — ключевой компонентом для изготовления надежных кубитов.
Ранее ученые «заглянули» в черные дыры с рекордной точностью.
