Москва
-2°C

ЭЛЕКТРОННАЯ РОССИЯ

 Свежие новости

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Трехмерная структура серого олова показала новые топологические электронные свойства

Апрель 5
11:06 2017

Специалисты университета Иллинойса неожиданно выяснили, что альфа-олово (также называемое серым) демонстрирует новую электронную фазу при напряжении кристаллической структуры. Свойство вносит соединение в редкий класс трехмерных материалов под названием топологические дираковские полуметаллы (ТДП).

Вместе с серым оловом в группе присутствуют всего 2 материала, открытых в 2013-м. В исследовании, помимо университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, участвовали специалисты Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и еще 6 учреждений из разных стран. Результаты описаны в статье Physical Review Letters.

Электронные свойства ТДП схожи с теми, которые демонстрируют лучше изученные топологические изоляторы (ТИ). Их поверхности, как и металлические, позволяют электронам свободно двигаться. Внутренняя часть структуры ведет себя как изолятор. Поверхностные электроны действуют как устойчивые к немагнитным примесям, двухмерные безмассовые спин-поляризованные дираковские фермионы. Это позволяет использовать их в спинтронике и отказоустойчивых квантовых вычислениях. В ТДП аналогичное поведение частиц наблюдается во всех 3 измерениях, что ведет к дополнительным возможностям.

Обычно алмазно-кубическая кристаллическая структура альфа-олова находится в стандартной полуметаллической фазе. Из-за этого оно не имеет практического применения и может вызывать дефекты на изделиях из белого олова. В данном исследовании авторы соединили элемент с подложкой из другого кристаллического материала, InSb, отличающегося периодом решетки. Несовпадение привело к деформации или сжатию альфа-олова, превратив его в ТИ. Исследователи установили, что такое перевоплощение возможно только при растягивающем усилии.

В качестве ТДП альфа-олово может использоваться для создания сверхбыстрых электронных устройств. Магнитное сопротивление делает материал полезным в разработке компактных хранилищ данных. Материал также может стать платформой для дальнейших фундаментальных исследований оптических свойств или других параметров, вроде сверхпроводимости.

,

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ