Российские ученые создали уникальный гибридный материал, открывающий новые горизонты в электронике. Команда исследователей МФТИ совместно с международными коллегами разработала инновационный материал на основе бислоя висмута и семейства материалов MnBi₂Te₄, обладающий особыми электронными и магнитными характеристиками.
Как пояснил Александр Фролов, заведующий лабораторией фотоэлектронной спектроскопии квантовых функциональных материалов Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ, новый материал демонстрирует уникальное взаимодействие свойств бислоя висмута и магнитной подложки. Это взаимодействие позволяет точно настраивать электронные свойства и формировать новые квантовые состояния.
Топологические изоляторы представляют собой особую категорию материалов, которые внутри являются изоляторами, но проводят электрический ток по поверхности. Сверхтонкие пленки висмута считаются одним из наиболее перспективных двухмерных топологических материалов, а их комбинация с магнитными свойствами подложки из MnBi₂Te₄ показала уникальные эффекты. Такие гетероструктуры могут стать основой для создания стабильных кубитов и спинтронных устройств.
Исследователи обнаружили новые электронные состояния на границе раздела между бислоем висмута и магнитной подложкой, а также предсказали состояния с высоким числом Черна. Это открытие позволяет получить волновую функцию, описывающую топологический изолятор, и является значимым шагом в развитии топологических материалов.
Полученные результаты открывают перспективы для создания электронных устройств нового поколения с повышенной энергоэффективностью и устойчивостью к внешним воздействиям. В исследовании приняли участие ученые из многих научных центров, включая Международный физический центр Доностии, институты Сибирского отделения РАН, Санкт-Петербургский государственный университет, МГУ им. М.В. Ломоносова и другие организации из Японии, Хорватии, Италии и Испании, сообщает пресс-служба МФТИ.