Сообщество исследователей из России, Германии, Италии и Испании совершило грандиозное открытие в области электронных комплектующих.
В результате глубокого исследования учёным удалось управление топологическими свойствами материалов посредством изменения их состава. Это позволит создание материалов с уникальными электронными характеристиками. Итоги работы опубликованы в Communications physics
(Магнитные) топологические изоляторы ((М)ТИ) — это уникальные материалы, которые ведут себя как обычные изоляторы внутри, но на поверхности обладают необычными свойствами проводимости. Представьте себе материал, который одновременно является изолятором и проводником.
Для получения результата учёные рассматривали растворы GexMn1-xBi2Te4, которые представляют совокупность двух магнитных топологических изоляторов — MnBi2Te4 и GeBi2Te4. Было выявлено, что при изменении содержания (Ge) в составе, стало возможным взять под контроль величину запрещённой зоны — энергетического «пробела» между заполненными и незаполненными электронными состояниями.
Запрещённая зона — своеобразный энергетический барьер, который электроны должны преодолеть, чтобы начать двигаться.
«Понимание того, как управлять топологическими фазовыми переходами в магнитных топологических изоляторах, является важным шагом на пути к созданию новых топологических материалов с заданными свойствами», — говорит Александр Фролов - руководитель исследования.
При определённой концентрации вещества (GE) в материале образуется бесщелевое состояние, внутри которого отсутвует запрещённая зона. Учёные предложили модель электронной структуры этого состояния, учитывающую влияние магнитного упорядочения.
Полученные результаты говорят о большом потенциале для создания материалов с новыми топологическими свойствами. Это может способствовать в производстве электронных устройств с уникальными характеристиками. Например, высокоэффективных электронных компонентов и высокочувствительных сенсоров нового поколения.