Магистраль для беспрепятственного движения электронов физики из США проложили в уникальной форме ромбоэдрического графена. Поскольку при распространении электронов в этом материале энергия не теряется, этот эффект сравним со сверхпроводимостью, хотя у него другая природа. Открытие ученых может стать прорывом в электронных устройствах малой мощности, но пока этот эффект требует крайне низких температур.
Ромбоэдрический пятислойный графен был открыт два года назад учеными из Массачусетского технологического института под руководством Цзюй Луна, которые с тех пор не прекращали изучать свойства этого любопытного материала. Они обнаружили, в частности, что он может быть топологическим, или допускать беспрепятственное движение электронов по краям, но не в центре материала. Таким образом, материал может становиться скоростной магистралью для электронов, но лишь под действием магнитного поля, в десятки тысяч раз более сильного, чем у Земли, пишет MIT News.
В недавней статье исследователи из команды Цзюя описали возможность обойтись без магнитного поля. «Мы не первые, кто открыл этот феномен в целом, но первыми нашли его в совсем другой системе. И по сравнению с предыдущими системами, наша проще и также поддерживает больше электронных каналов, — сказал Цзюй. — Другие материалы могут поддерживать одну полосу движения на краю материала. Мы же обнаружили, что их может быть пять».
Графит состоит из множества слоев графена, состоящего из одного слоя атомов углерода, образующих гексагональную решетку. Ромбоэдрический графен — это пять слоев графена, расположенных в определенном порядке. Добавив к нему слой дисульфида вольфрама, ученые получили новый материал с уникальными свойствами — скоростной магистралью для электронов, работающей без магнитного поля.
Этот феномен называется квантовым эффектом Холла. Он менее известен, чем сверхпроводимость, но оказывает то же действие в совершенно других материалах. Правда, как и в случае сверхпроводников, квантовый эффект Холла в ромбоэдрическом графен требует крайне низких температур — около 2 К или -271 С°.
