Исследователи из Дальневосточного федерального университета и Института автоматики и процессов управления ДВО РАН разработали гибридный наноматериал, который может лечь в основу устройств нового поколения. Он объединяет свойства топологического изолятора и фуллеренов, а его электронные характеристики можно гибко настраивать.

Специалисты Института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ совместно с коллегами из академического института предложили новый материал, перспективный для создания гибридной молекулярной электроники и спинтроники. В основе разработки лежит соединение двух принципиально разных классов веществ. Первый — тонкая пленка топологического изолятора из селенида висмута. Такие материалы примечательны тем, что внутри они не проводят ток, но зато на их поверхности из-за особых квантовых состояний возникает высокая проводимость. Второй компонент — мономолекулярный слой фуллеренов C₆₀. Эти молекулы выстраиваются на поверхности пленки плотным слоем, сохраняя при этом собственные электронные свойства.

Главный результат работы ученых — возможность управлять электронной структурой полученной системы. Для этого они применили метод интеркаляции, то есть внедрения атомов калия в слой фуллеренов. Такая настройка характеристик материала крайне важна для его дальнейшего практического применения.

По словам исследователей, разработка может найти применение в нескольких областях. Это высокопроизводительная наноэлектроника, сверхчувствительные фотодетекторы, а также фундаментальные исследования сложных электронных систем с сильными корреляциями.

Доцент департамента общей и экспериментальной физики ДВФУ, кандидат физико-математических наук Александр Давыденко пояснил, как можно развить эту технологию дальше. Для создания устройств записи информации нового поколения потребуется усовершенствовать систему, сформировав на поверхности слоя фуллеренов дополнительный ферромагнитный слой. Если слой C₆₀ сможет передавать спиновый момент от поверхности топологического изолятора в этот магнитный слой, то получится очень гибкая система. Она станет пригодной для создания ячеек памяти, которые будут переключаться под действием электрических импульсов.

Работу поддержал Российский научный фонд. Важно отметить, что вклад в исследование внесла студентка третьего курса ИТПМ ДВФУ Мария Абрамова, которая обучается по направлению «Электроника и наноэлектроника».

В университете подчеркивают, что такие исследования становятся возможными благодаря постоянному развитию научной инфраструктуры кампуса. В 2024 году по поручению президента России ДВФУ вошел в программу строительства кампусов мирового уровня в рамках национального проекта «Молодежь и дети». Вторая очередь кампуса предусматривает новые общежития на четыре тысячи человек. К 2030 году в стране планируют создать 25 современных университетских кампусов. Эту работу ведут Правительство РФ и Министерство науки и высшего образования.

Фото: www.dvfu.ru

Lx: 2944