Ученые из Чикагского университета и Университета штата Пенсильвания обнаружили неожиданное свойство в квантовом материале MnBi₆Te₁₀. В его кристаллической структуре образуется полупроводниковый переход толщиной всего 3,3 нанометра, что примерно в 25000 раз тоньше листа бумаги.
Это открытие позволяет создавать ультраминиатюрные электронные компоненты и дает представление о том, как ведут себя электроны в материалах, предназначенных для квантовых приложений. Исследователи обнаружили, что электроны в материале распределены неравномерно, создавая крошечные встроенные электрические поля.
Эти поля могут быть полезны для электроники нового поколения, в том числе для спинтроники. Команда предполагает, что добавление сурьмы в MnBi₆Te₁₀ приводит к обмену атомами марганца и сурьмы, вызывая разницу в заряде по всему материалу.
Это открытие усложняет попытки использовать материал для определенных типов квантовых эффектов, но открывает новые возможности для применения в электронике. Команда продолжает работать над разработкой MnBi₆Te₁₀, чтобы сохранить равномерное распределение электронов, что может быть полезно в квантовой инженерии.
Исследователи из Прицкерской школы молекулярной инженерии Чикагского университета, в том числе доцент Шуолонг Янг (слева) и аспирант Кхань Дуй Нгуен, обнаружили один из самых тонких в мире полупроводниковых переходов, естественным образом формирующийся в перспективном квантовом материале. Фото: Джон Зич.
Дополнительная информация: Khanh Duy Nguyen et al, Spectroscopic evidence of intra-unit-cell charge redistribution in a charge-neutral magnetic topological insulator, Nanoscale (2025). DOI: 10.1039/D4NR04812A
Источник: https://phys.org/news/2025-05-scientists-world-thinnest-semiconductor-junctions.html