«Весь мир двухмерных материалов очень интересен — их можно класть слоями и скручивать, складывать их наподобие лего, чтобы получать всевозможные сэндвичи с необычными свойствами», — сказал Нисарга Пол, один из авторов научного проекта. Эти слоистые структуры называются муаровыми материалами. Вторая область знаний, вдохновившая исследователей — это двухмерные магниты, рассказывает MIT News.
Их сочетание позволило ученым предсказать структуру из двух слоев с двухмерным магнитом поверх двухмерного полупроводящего материала, который генерирует феномен плоской зоны, в которой электроны в полупроводнике не движутся. Удержав их на месте, исследователи заставили электроны общаться друг с другом — это и привело к самым любопытным результатам.
Ключ к пониманию сути исследования — частица скирмион, которая описывает спин, одно из свойств электронов. Спин можно представить в виде элементарного магнита, заставляющего все электроны в атоме смотреть в одну сторону. В скирмионах спины образуют узелки завихрений, распределенные по поверхности материала. Важно подчеркнуть, что скирмионы — топологические объекты, то есть их свойства не меняются даже когда они подвергаются серьезной деформации. Предполагается, что скирмионы могут стать новой, более эффективной формой хранения компьютерной информации.
Команда ученых из MIT установила, что скирмионы двухмерного магнитного слоя «отпечатываются» на электронах в полупроводящем слое, наделяя их скирмионовыми свойствами. Эти свойства заодно останавливают движение электронов, что приводит к появлению так называемой плоской зоны.
Кроме того, физики описали наилучшие условия создания магнитно-полупроводящей структуры с плоской зоной. Они возникают при сочетании слоя дисульфида молибдена со слоем трибромида хрома и отличаются высоким показателем обмена между электронами и скирмионами.
Ученые из Северо-Западного университета (США) открыли в 2022 году новую, чрезвычайно плотную форму кремния и разработали процесс травления без катализатора сверхтонких кремниевых нанонитей диаметром 2–5 нм.
