ТИ использует не только заряд электронов, но также их спиновые и магнитные свойства. Внутри этой необычной конструкции находится изолятор, который блокирует прохождение тока, а поверхность действует как высокоэффективный проводник электричества.
Настолько эффективен, что электроны никогда не отклоняются от своего пути.
«Это делает TI многообещающим для таких приложений, как будущие высокоскоростные компьютеры без диссипации [не связанные с диссипацией энергии], где огромные объемы информации будут передаваться электронами по квантовым каналам», – сказал физик и автор-корреспондент Цзянь Ван из Международного отделения Пекинского университета.
Центр квантовых материалов. "Предотвращение рассеяния электронов, которое происходит в современных компьютерах, предотвратит перегрев микросхем высокоскоростных устройств, разрушение потока данных и снижение скорости работы."
В своем исследовании исследователи вырастили два типа материалов TI, теллурид висмута (Bi2Te3) и теллурид сурьмы (Sb2Te3), по одному атомному слою за раз на вицинальной (шероховатой) и не вицинальной (гладкой) формах материала подложки. используется в полупроводниковой промышленности, арсенид галлия (GaAs).
«Более качественные пленки TI с лучшей электронной проводимостью были выращены на более гладкой поверхности подложки, и это было неожиданно», – говорит Тимоти Морган, соавтор и нанотехнолог из Арканзасского института наноразмерных материаловедения и инженерии. «Обычно шероховатости служат опорными точками для роста пленки, как если бы первые части плиточного пола прижались к стене, так что остальные ложатся ровно. Это новое открытие говорит нам, что нам нужно провести больше исследований задействованных механизмов роста."
Теперь, когда исследователи показали, что могут выращивать высококачественные материалы TI на стандартных подложках, они говорят, что следующим шагом будет их использование. «Мы попытаемся спроектировать и изготовить некоторые фундаментальные устройства с использованием материалов TI, чтобы увидеть, насколько хорошо они выполняют такие задачи, как электронное переключение и фотодетектирование», – говорит Чжаоцюань Цзэн, ведущий автор и научный сотрудник факультета электротехники и вычислительной техники Университета штата Огайо.