Крок до екологічної електроніки. Учені виявили незвичайні властивості давно відомого металу
Вчені Університету Макгілла зробили несподіване відкриття, яке може призвести до створення більш стабільних і екологічних електронних пристроїв.
Вони виявили, що надтонкий вісмут демонструє аномальний електричний ефект, що залишається незмінним у широкому діапазоні температур — від майже абсолютного нуля до кімнатної температури.
Це відкриття ставить під сумнів існуючі уявлення про фізику матеріалів. Вісмут, який традиційно вважається діамагнітним і не володіє особливими магнітними властивостями, продемонстрував температурно-незалежний аномальний ефект Холла (AHE). Цей ефект створює напругу, перпендикулярну напрямку струму, і раніше його спостерігали тільки в магнітних матеріалах. У даному випадку його існування виявилося несподіваним і незрозумілим з точки зору сучасних теорій.
Для вивчення цього явища команда вчених розробила інноваційну методику створення ультратонкого вісмуту. Використовуючи механічне зістригання за допомогою мікроскопічно оброблених пластин, вони отримали 68-нанометрові шари матеріалу і піддали їх впливу екстремально сильних магнітних полів. Ці експерименти проводилися в Національній лабораторії сильних магнітних полів у Флориді.
Керівник дослідження, професор Гійом Жерве, зізнався, що був переконаний у зникненні ефекту при підвищенні температури, але результати виявилися несподіваними. Вісмут демонстрував стабільну поведінку навіть за кімнатної температури, що робить його перспективним матеріалом для зеленої електроніки та інших високотехнологічних застосувань, включно з космічною технікою та медичними приладами.
Вчені висувають гіпотезу, що атомна структура вісмуту може обмежувати рух електронів таким чином, що це імітує властивості топологічних матеріалів. Ці речовини мають унікальні характеристики, які можуть змінити принципи роботи обчислювальної техніки та електроніки. Наступний крок дослідницької групи — вивчення можливості перетворення ефекту AHE на його квантовий аналог, квантовий аномальний ефект Холла (QAHE), що може стати проривом у розробці нових електронних пристроїв, які працюють за більш високих температур.
