Он будет полезен для электроники будущего.
Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) доработали созданный ими материал на основе марганца, висмута и теллура. Он может применяться в квантовых компьютерах, а также в спинтронике, которая в будущем заменит традиционную кремниевую электронику. Улучшения позволили сократить количество дефектов в материале и повысить его качество.
Созданный материал является магнитным топологическим изолятором, то есть обладает двойственными свойствами: внутри он ведет себя как изолятор, не проводя электрический ток, а снаружи демонстрирует электропроводность. Есть возможность управлять внутренним магнетизмом данного соединения, что позволяет изменять его характеристики в зависимости от задач. Электропроводность остается стабильной даже при мелких повреждениях, так как электроны, движущиеся по краю изолятора, имеют четко заданный спин и не рассеиваются на участках с дефектами.
Разделение спиновых токов делает материал многообещающим для спинтроники. В устройствах на его основе информация передается не зарядом электрона, а его спином, что увеличивает плотность передачи данных, скорость их отправки, а также уменьшает размеры и потребление энергии устройства.
Структура на основе марганца, висмута и теллура, созданная в Санкт-Петербурге, показала хорошие результаты. Тем не менее, ученые продолжают улучшать её характеристики. В частности, они заменили марганец на свинец, что снизило количество внутренних дефектов. А добавление германия и олова изменяет магнитные свойства и влияет на размер запрещенной зоны, от которой зависит электропроводность.
Экспериментальные работы СПбГУ сосредоточены не только на изменении свойств материала, но и на производственных аспектах. В частности, разрабатывается метод синтеза кристаллов, которые можно будет использовать в научных исследованиях, а также технологии выращивания тонких пленок для массового производства.
Кроме того, термоэлектрические характеристики одной из разновидностей материала также представляют интерес. Он способен преобразовывать тепловую энергию в электрическую. А создание спинового фильтра позволит избирательно пропускать или блокировать определенные спины электронов, что дополнительно увеличит управляемость системы.
Фото: hi-tech.mail.ru