Физика

Ученые нашли способ создания первых «пикоматериалов»

Colin Ophus/Florian Niekiel/Berkeley Lab

Исследователи из Йельского университета придумали, как создать новые материалы пикометрового диапазона. Они найдут множество применений, таких как имитация нейронов в мозге, вычисления с помощью магнитов и квантово-механические расчеты. Работа ученых опубликована в журнале Physical Review Letters.

Чтобы создать такие структуры, ученым потребуется манипулировать частицами в пикометровом масштабе, который в тысячу раз меньше нанометра и в миллион раз меньше микрометра. Для этого исследователям потребуется создать и тонко настроить массив нового оборудования, которое может измерять и направлять такие тонко контролируемые материалы. Работа включает в себя теоретическое проектирование материалов, их изготовление и характеристику физических свойств.

В своей работе ученые показали принципиальную возможность синтеза таких соединений. Они разработали и вырастили новый материал, который представляет собой искусственный слоистый кристалл, состоящий из лантана, титана, кобальта и кислорода. Исследователи наносили слои элементов по одной атомной плоскости за раз, так что листы оксида титана толщиной в один атом переносили электроны на листы оксида кобальта. Этот эффект изменил электронную конфигурацию и магнитные свойства листа оксида кобальта.

Разработанный материал под просвечивающим растровым электронным микроскопом. Атомы кобальта показаны зеленым, титана — красным

Brookhaven National Laboratory

В дополнение к разработке и выращиванию новых материалов авторы работы охарактеризовали их и проанализировали свойства. Для этого исследователи использовали квантово-механические расчеты для вычисления структуры материалов и ее влияния на электронную конфигурацию. Эта работа позволила команде описать магнитное состояние материалов.

«Эти новые типы кристаллов могут стать основой для разработки магнитных материалов, где существует тонкий баланс между магнетизмом и электронной проводимостью. С их помощью можно будет создать новые транзисторы, которые имеют преимущества в производительности по сравнению с современными устройствами», — отметил старший научный сотрудник лаборатории прикладной физики, машиностроения и материаловедения Йельского университета Фредерик Уокер.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.