Ученые Института наукоемких технологий и передовых материалов ДВФУ и Института автоматики и процессов управления ДВО РАН при поддержке Российского научного фонда разработали гибридный наноматериал с уникальными электронными свойствами. Его планируется применять при создании новой платформы для гибридной молекулярной электроники и спинтроники.
Исследователи объединили тонкую атомарную пленку топологического изолятора (селенида висмута) и мономолекулярный слой фуллеренов C₆₀. Топологические изоляторы не проводят ток в объеме, но обладают высокой проводимостью на поверхности за счет особых квантовых состояний. Фуллерены образуют на этой поверхности плотный молекулярный слой, сохраняя собственные электронные характеристики.
Ключевой результат работы — возможность гибко менять электронную структуру полученной системы. Это достигается интеркаляцией — внедрением атомов калия в слой фуллеренов. Такая настройка свойств критически важна для практического применения материала.
Разработанный материал может найти применение в высокопроизводительной наноэлектронике, сверхчувствительных фотодетекторах, а также использоваться для фундаментальных исследований сильно коррелированных электронных систем.
«Полученная система материалов необходима для создания устройств записи информации нового поколения. Для этого необходимо провести дополнительные исследования и усовершенствовать систему, сформировав на поверхности слоя фуллеренов ферромагнитный слой. Если слой С60 будет способен передавать спиновый момент от поверхности топологического изолятора в ферромагнитный слой, то будет создана очень гибкая система, пригодная для создания ячеек памяти, переключающихся под действием токовых импульсов» — рассказывает доцент департамента общей и экспериментальной физики ДВФУ, кандидат физико-математических наук Александр Давыденко.
