Шаг к экологичной электронике. Ученые обнаружили необычные свойства давно известного металла
Ученые Университета Макгилла сделали неожиданное открытие, которое может привести к созданию более стабильных и экологичных электронных устройств.
Они обнаружили, что сверхтонкий висмут демонстрирует аномальный электрический эффект, остающийся неизменным в широком диапазоне температур — от почти абсолютного нуля до комнатной температуры.
Это открытие ставит под сомнение существующие представления о физике материалов. Висмут, который традиционно считается диамагнитным и не обладающим особыми магнитными свойствами, продемонстрировал температурно-независимый аномальный эффект Холла (AHE). Этот эффект создает напряжение, перпендикулярное направлению тока, и ранее он наблюдался только в магнитных материалах. В данном случае его существование оказалось неожиданным и необъяснимым с точки зрения современных теорий.
Для изучения этого явления команда ученых разработала инновационную методику создания ультратонкого висмута. Используя механическое состригание с помощью микроскопически обработанных пластин, они получили 68-нанометровые слои материала и подвергли их воздействию экстремально сильных магнитных полей. Эти эксперименты проводились в Национальной лаборатории сильных магнитных полей во Флориде.
Руководитель исследования, профессор Гийом Жерве, признался, что был убежден в исчезновении эффекта при повышении температуры, но результаты оказались неожиданными. Висмут демонстрировал стабильное поведение даже при комнатной температуре, что делает его перспективным материалом для зелёной электроники и других высокотехнологичных приложений, включая космическую технику и медицинские приборы.
Ученые выдвигают гипотезу, что атомная структура висмута может ограничивать движение электронов таким образом, что это имитирует свойства топологических материалов. Эти вещества обладают уникальными характеристиками, которые могут изменить принципы работы вычислительной техники и электроники. Следующий шаг исследовательской группы — изучение возможности преобразования эффекта AHE в его квантовый аналог, квантовый аномальный эффект Холла (QAHE), что может стать прорывом в разработке новых электронных устройств, работающих при более высоких температурах.
