Учёные Института наукоемких технологий и передовых материалов Дальневосточного федерального университета совместно с коллегами из Института автоматики и процессов управления ДВО РАН достигли значительного успеха, разработав инновационный гибридный наноматериал. Он обладает уникальными электронными характеристиками и открывает путь к созданию передовых устройств гибридной молекулярной электроники и спинтроники.
Уникальная композиция: топологический изолятор и фуллерены
В основу материала легло объединение двух перспективных типов соединений: ультратонкой плёнки топологического изолятора (селенида висмута) и монослоя фуллеренов C₆₀. Топологические изоляторы отличаются тем, что внутри их структуры ток не проходит, а на поверхности проявляют высокую проводимость благодаря особым квантовым состояниям. На этой активной поверхности равномерно фиксируется плотный молекулярный слой фуллеренов, сохраняющий собственные электронные свойства.
Контроль электронных свойств
Прорывным аспектом разработки стала возможность легко управлять электронной структурой гибридной системы. Для этого применяется интеркаляция – процесс направленного внедрения атомов калия между молекулами фуллеренов. Такая гибкая настройка характеристик материала является решающим фактором для его практической реализации.
Широкие перспективы применения
Новый материал обладает огромным потенциалом для использования в высокопроизводительной наноэлектронике и создании сверхчувствительных фотодетекторов. Кроме того, он выступает мощным инструментом для фундаментальных исследований сильно-коррелированных электронных систем.
Спинтроника нового поколения
Разработанная система представляет значительную ценность для создания устройств регистрации информации будущего. Для реализации этого потенциала ведутся дополнительные работы по усовершенствованию конструкции. Формирование ферромагнитного слоя поверх фуллеренов критически важно для этой цели. Если слой C₆₀ сможет эффективно передавать спиновый импульс от поверхности топологического изолятора в ферромагнитный слой, станет возможной разработка чрезвычайно гибких элементов памяти, переключаемых электрическими импульсами.
