Физики Санкт-Петербургского государственного университета успешно модифицировали магнитный топологический изолятор MnBi₂Te₄, улучшив его качество и уменьшив дефекты.
Магнитные топологические изоляторы ведут себя как изоляторы внутри и как проводники на поверхности, где электроны движутся без рассеяния благодаря определенной ориентации спина. Это делает их ценными для спинтроники, позволяя создавать устройства с высокой скоростью передачи данных и низким энергопотреблением.
По словам старшего научного сотрудника (лаборатория электронной и спиновой структуры наносистем) СПбГУ Дмитрия Естюнина, такие материалы также могут быть использованы для создания защищенных кубитов в квантовых компьютерах. В их основе лежат структуры по схеме «топологический изолятор — сверхпроводник» с фермионами Майораны.
Кроме того, некоторые топологические изоляторы обладают термоэлектрическими свойствами, что позволяет им преобразовывать тепло в электричество, находя применение в автономных источниках питания. В метрологии они могут служить эталонами для высокоточного измерения сопротивления.
Авторы работы заменили марганец (Mn) свинцом (Pb) в MnBi₂Te₄, что значительно улучшило качество материала. Отмечается, что эксперименты с германием (Ge) и оловом (Sn) позволили управлять магнитными свойствами и шириной запрещенной зоны, оптимизируя электропроводность.
Сейчас ученые активно работают над синтезом объемных кристаллов и методом молекулярно-лучевой эпитаксии для производства тонких пленок. Помимо этого идет разработка прототипов спиновых фильтров, что приближает создание нового поколения высокоэффективных электронных устройств.
Ранее Наука Mail сообщала, что российские физики создали рекордно тонкий материал для лазерной оптики с помощью DVD-дисков.
