Создан материал-хамелеон с переключаемыми квантовыми свойствами

Физики открыли уникальный материал на основе сульфида никеля, способный мгновенно переключаться между различными квантовыми состояниями при изменении концентрации калия.
Автор Наука Mail
Квантовый материал-хамелеон
Главная особенность этого слоистого кристалла заключается в его способности менять свою внутреннюю электронную структуру.Источник: Unsplash

Физики открыли уникальный материал на основе сульфида никеля, способный мгновенно переключаться между различными квантовыми состояниями при изменении концентрации калия. Статья с результатами работы опубликована в журнале Matter.

Главная особенность этого слоистого кристалла заключается в его способности менять свою внутреннюю электронную структуру. Ученые выяснили, что физическими параметрами материала можно управлять буквально в ручном режиме, изменяя концентрацию щелочного металла в его составе.

При целенаправленном извлечении или возвращении атомов калия в материале происходит фундаментальный квантовый сдвиг. Кристалл плавно совершает фазовый переход из состояния топологического дираковского металла в антиферромагнитное состояние, индуцированное так называемыми плоскими зонами.

Структура квантового материала
Структура KNi4S2. Слева: Атомы калия (K), никеля (Ni) и серы (S), изображенные фиолетовым, красным и желтым цветами соответственно. Справа: Удаление атомов калия. Внизу: Переход между состояниямиИсточник: Hengdi Zhao.

Высокое содержание атомов никеля в структуре заставляет их плотно взаимодействовать друг с другом. Физики уверены, что именно это тесное атомное взаимодействие и порождает столь сложную и редкую квантовую картину поведения электронов.

Возможность оперативно переключать электронную архитектуру соединения имеет колоссальное прикладное значение. Эта технология ляжет в основу создания адаптивных сенсорных систем и сверхбыстрых транзисторов нового поколения, где требуется мгновенное изменение проводимости и магнитных свойств.

Ранее Наука Mail рассказывала, что российские ученые разработали универсальный метод предсказания структуры сложных кристаллов.