Создан новый квантовый материал, который станет основой для сверхэффективной электроники

Физики из Университета Райса, возглавляемые Мином И и Эмилией Моросан, разработали уникальный материал — металл с узловой линией Крамерса, обладающий свойствами, способными кардинально изменить подход к созданию энергоэффективной электроники. Материал получен путем добавления небольшого количества индия в слоистое соединение на основе тантала и серы. Это изменение приводит к нарушению симметрии кристаллической решетки и появлению особых электронных состояний, способствующих передаче тока без потерь энергии.

Узловая линия Крамерса — это особое квантовое состояние, при котором электроны с противоположными спинами движутся по разным путям в импульсном пространстве, прежде чем соединиться. Эта особенность открывает путь к созданию топологических сверхпроводников — материалов, способных переносить электричество без сопротивления и потенциально применимых в квантовых компьютерах и энергосистемах нового поколения.

Команда использовала передовые методы, включая фотоэлектронную спектроскопию с угловым разрешением и измерения в магнитных полях, чтобы детально изучить движение и спин электронов.

По словам ученых, данный материал можно «точечно настраивать», усиливая его топологические свойства. Это открывает перспективу создания материалов с заданными характеристиками для конкретных задач — от эффективной электроники до квантовых технологий.

Отмечается, что это только начало, и исследователи планируют продолжить работу над новыми композициями, способными раскрыть еще более необычные свойства материи. Автор: Евгений Ивченко