Гибридный материал для наноэлектроники будущего создан в России
В исследовании приняли участие ученые из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН и Дальневосточного федерального университета (ДВФУ). Они создали наноматериал из тонкой пленки селенида висмута (Bi2Se3) на кремниевой подложке, на которой выращен упорядоченный мономолекулярный слой фуллеренов (шарообразных структур из шести десятков атомов углерода). Селенид висмута является топологическим изолятором — диэлектриком в объеме, но проводит электрический ток по своей поверхности благодаря особым, устойчивым к внешним воздействиям состояниям. Фуллерены образуют на поверхности плотный слой, который практически не взаимодействуя с подложкой, что позволяет сохранить их исходные электронные характеристики.
«Созданный нами гибридный интерфейс объединяет два перспективных класса материалов. С одной стороны, это топологический изолятор с защищенными поверхностными состояниями, с другой — молекулярный слой, свойства которого мы можем гибко настраивать. Это открывает возможности для изучения новых квантовых явлений и создания устройств, в которых одновременно используются заряд и спин электрона, например, для энергоэффективной обработки информации или квантовых вычислений», — прокомментировал руководитель проекта из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН Всеволод Мараров.
Ключевое достижение ученых — демонстрация того, что электронную структуру всей гибридной системы можно контролируемо изменять. Для этого используется метод интеркаляции — внедрения атомов щелочного металла (калия) в молекулярный слой фуллеренов, что позволяет регулировать электронную структуру системы и открывает путь к созданию состояний, характерных для дираковских полуметаллов — материалов вроде графена, где электроны ведут себя как безмассовые частицы, что может привести к новым квантовым явлениям. Такое регулирование свойств критически важно для проектирования функциональных элементов электроники будущего, добавляют ученые.
Работа получила грант Российского научного фонда и объединила комплексные экспериментальные исследования и теоретические расчеты. Результаты опубликованы в журнале Scripta Materialia.
Сообщение Гибридный материал для наноэлектроники будущего создан в России появились сначала на Время электроники.