Минаралы тетрадимиты состоят из висмута, теллура, серы и селена. Их кристаллическая структура состоит из ромбоэдрических кристаллов, соединенных в парные группы по четыре. В 50-е годы ученые обнаружили, что тетрадимиты проявляют полупроводящие свойства, пригодные для пассивного преобразования тепла в электричество. В 90-х был предложен способ существенно повысить термоэлектрические свойства минерала в микроскопическом слое. Стало ясно, что более пристальном изучении могут проявиться и другие свойства.

«Этот материал был идентифицирован как топологический изолятор с интересными фенменами на поверхности, — сказал Хан Чи, автор исследования. — Но для того чтобы открывать новое, мы должны были научиться выращивать его».

Для этого ученые применили молекулярную эпитаксию, метод нанесения молекул на подложку, обычно в вакууме и при строго определенной температуре. Контролируя скорость конденсации молекул можно выращивать сверхтонкие слои кристаллов заданной конфигурации и с минимумом дефектов. Так были выращены пленки тетрадимита толщиной около 100 нм, пишет MIT News.

Испытания путем измерения квантовых осцилляций показали наличие определенного ритма колебаний. Это означает, что пленка проявляет наивысшую подвижность электронов для этого класса материалов. Вероятно, причина в малом количестве дефектов и примесей, препятствующих обычно движению электронов.

Исследователи предполагают, что тонкие пленки тетрадимита станут применяться в элекронике будущего в качестве носимых теромоэлектрических устройств, преобразующих отбросное тепло в в электричество. Также этот материал может стать основой для создания спинтронных устройств, обрабатывающих информацию с меньшим расходом энергии, чем традиционные кремниевые решения.

Ученые из США разработали материал, способный значительным образом повысить эффективность солнечных панелей. Его особенность в использовании в качестве активного слоя фотоэлемента квантового материала с коэффициентом поглощения 80% и внешней квантовой эффективностью до 190%.