Электроны внутри этого кристалла не знают, тяжёлые они или лёгкие — пока им не скажут. Учёные говорят, что это хорошая новость для чипов
NewsMakerНайден кристалл, меняющий базовые законы квантовой физики по щелчку пальцев.
Американские ученые нашли редкий квантовый материал, который умеет по команде переключаться между двумя разными электронными режимами. Для электроники находка выглядит очень заманчиво: один и тот же кристалл может то разгонять электроны почти до предела, то, наоборот, резко замедлять их. Такая управляемость в будущем может пригодиться при создании более быстрых чипов и датчиков, которые подстраиваются под условия работы прямо на лету.
Работу возглавила Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики США. Исследователи изучали новый никелевый сульфид с формулой KxNi4S2, где количество калия меняется от нуля до единицы в зависимости от образца. Структура соединения устроена слоями: никель и сера образуют основу, а между слоями располагается калий. Именно подвижность калия и стала главным сюрпризом. Ученые выяснили, что содержание калия можно плавно менять, причем не только между крайними состояниями, но и через промежуточные варианты.
Группа под руководством профессора Северо-Западного университета Меркури Канатзидиса пришла к выводу, что материал сохраняет одну и ту же базовую структуру, но при этом переключается между двумя разными квантовыми состояниями. Для подобных соединений такое поведение большая редкость. Канатзидис отдельно отметил, что ему неизвестны другие хорошо изученные материалы, которые в одной структуре так же наглядно переходили бы из одного режима в другой.
История открытия началась еще в 2021 году. Тогда KxNi4S2 синтезировали в рамках проекта по поиску новых сверхпроводников. Позже, когда исследователи начали подробно разбирать свойства соединения, выяснилось, что при пропускании электрического тока атомы калия можно выталкивать из межслоевого пространства. После выхода калия слоистая конструкция сжимается, а исходный сэндвич из атомных слоев схлопывается. Вместе с геометрией меняется и электронная структура вещества. Процесс оказался обратимым, поэтому материал можно переводить туда и обратно между двумя режимами, а не получать однократный эффект после разрушения образца.
Американские ученые нашли редкий квантовый материал, который умеет по команде переключаться между двумя разными электронными режимами. Для электроники находка выглядит очень заманчиво: один и тот же кристалл может то разгонять электроны почти до предела, то, наоборот, резко замедлять их. Такая управляемость в будущем может пригодиться при создании более быстрых чипов и датчиков, которые подстраиваются под условия работы прямо на лету.
Работу возглавила Аргоннская национальная лаборатория Министерства энергетики США. Исследователи изучали новый никелевый сульфид с формулой KxNi4S2, где количество калия меняется от нуля до единицы в зависимости от образца. Структура соединения устроена слоями: никель и сера образуют основу, а между слоями располагается калий. Именно подвижность калия и стала главным сюрпризом. Ученые выяснили, что содержание калия можно плавно менять, причем не только между крайними состояниями, но и через промежуточные варианты.
Группа под руководством профессора Северо-Западного университета Меркури Канатзидиса пришла к выводу, что материал сохраняет одну и ту же базовую структуру, но при этом переключается между двумя разными квантовыми состояниями. Для подобных соединений такое поведение большая редкость. Канатзидис отдельно отметил, что ему неизвестны другие хорошо изученные материалы, которые в одной структуре так же наглядно переходили бы из одного режима в другой.
История открытия началась еще в 2021 году. Тогда KxNi4S2 синтезировали в рамках проекта по поиску новых сверхпроводников. Позже, когда исследователи начали подробно разбирать свойства соединения, выяснилось, что при пропускании электрического тока атомы калия можно выталкивать из межслоевого пространства. После выхода калия слоистая конструкция сжимается, а исходный сэндвич из атомных слоев схлопывается. Вместе с геометрией меняется и электронная структура вещества. Процесс оказался обратимым, поэтому материал можно переводить туда и обратно между двумя режимами, а не получать однократный эффект после разрушения образца.