МОСКВА, 12 сен — РИА Новости. Российские физики-теоретики и их зарубежные коллеги предсказывают существование ранее неизвестного класса полуметаллов, особых материалов, пропускающих через себя только определенные типы электронов и способных стать основой нового вида электроники, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
"В каком-то смысле наше открытие было сюрпризом даже для нас самих. Оно, в сущности, подтверждает знаменитый ленинский тезис о неисчерпаемости электрона наравне с атомом. Теперь дело за экспериментаторами. Веществ, которые хорошо описываются рассмотренной нами моделью, известно достаточно много. Поэтому я убежден, что предсказанная нами фаза будет в конце концов обнаружена", — заявил Артем Сбойчаков из Института теоретической и прикладной электродинамики РАН.
Так называемые полуметаллы с точки зрения физиков являются не химическими веществами, занимающими промежуточное положение между настоящими металлами и полупроводниками вроде кремния, а особыми материалами, избирательно пропускающими электрический ток. Приставка "полу" в их названии обусловлена тем, что они пропускают лишь те электроны, чей спин повернут или вверх, или вниз. Это позволяет ученым и инженерам использовать спин электронов для передачи информации.
Все известные полуметаллы содержат в себе атомы редкоземельных и переходных металлов, многие из которых являются редкими и дорогими, а другие — крайне токсичными и небезопасными для человека. Это не позволяет использовать спиновую электронику в качестве компонентов кибернетических протезов и различных вживляемых чипов.
Ученые из ИТПЭ РАН, МФТИ и их зарубежные коллеги из Института RIKEN в Японии, нашли способ создания полуметаллов, не содержащих в себе атомов металлов и обладающих при этом необычными свойствами, которых нет у "обычных" полуметаллов.
Эти необычные свойства заключаются в том, что в таких материалах можно контролировать не только спин электронов, но и так называемый долинный индекс, еще одно свойство носителей заряда, связанное с их энергией. Подобные материалы ученые назвали "спин-долинными полуметаллами".
Определенный класс изоляторов, который изучали физики из России и зарубежных стран, можно превратить в подобные полуметаллы, если добавить в них электронов и "дырок", заменив часть их атомов на другие элементы. В роли таких присадок, как отметил Александр Рожков, физик из московского Физтеха в Долгопрудном, могут выступать атомы азота, фосфора и других элементов, число электронов в которых отличается от того, сколько их содержится в оригинальном материале.
По словам физиков, их теоретическое открытие уже привлекло внимание коллег-экспериментаторов из американского университета Ратгерса. Создание такого полуметалла ускорило бы разработку спиновой электроники и помогло бы человечеству найти новые применения для подобных материалов.
