Создан первый 2D-материал с функциями изолятора и сверхпроводника
Logo
Cover

Специалисты MIT и их коллеги обнаружили, что дителлурид вольфрама обладает сверхпроводящими качествами при сверхнизких температурах несмотря на незначительную плотность электронов. Открытие приближает момент создания квантовых компьютеров.

Транзистор на основе двумерного материала дителлурида вольфрама (WTe2), зажатого между нитридом бора, может менять электронные состояния. В одном он проводит ток только вдоль поверхности, то есть выступает топологическим изолятором, а во втором проводит ток без сопротивления, как сверхпроводник, пишет MIT News.

«Впервые тот же самый материал можно настроить либо как изолятор, либо как сверхпроводник, — говорит профессор Пабло Харильо-Герреро. — Мы смогли это сделать посредством обычного эффекта электрического поля при помощи стандартного диэлектрика, то есть по сути той же технологии, которую используют в производстве полупроводников».

Дителлурид вольфрама, принадлежит к полуметаллам и проводит электричество как металлы в объемной форме. Новое исследование указывает на то, что в однослойной кристаллической форме, при температуре от менее 1 К до 77 К дителлурид вольфрама выступает в трех отдельных фазах: диэлектрической, сверхпроводящей и металлической. Приложенное напряжение запускает переход между этими фазами.

Преимущество этого материала в том, что он входит в состояние сверхпроводимости, обладая одним из самых низких показателей плотности электронов для двумерных сверхпроводников.

Возможность настраивать фазы материала с помощью электрического поля делают дителлурид вольфрама отличным кандидатом для создания майорановских состояний — ключевого элемента квантового компьютера.

Другой прорыв в создании двумерных полупроводниковых материалов помог физикам совершить дисульфид молибдена, наложенный на диселенид вольфрамита. В будущем это открытие может привести к появлению более эффективных методов кодирования информации.