Доказана возможность создания топологических изоляторов на органической основе

В публикации, появившейся на этой неделе в журнале Nature Communications, инженеры университета Солт Лейк Сити (штат Юта) обосновали возможность создания органических материалов, проводящих электричество на поверхности, но являющихся изоляторами внутри.

Этот класс экзотических материалов называют топологическими изоляторами. Их уникальные свойства открывают многообещающие перспективы применения в квантовых компьютерах и других быстродействующих электронных и спинтронных устройствах.

Соответственно, за последнюю декаду, проведен большой объем научных исследований свойств топологических изоляторов, но их органические аналоги до сих пор были неизвестны. Между тем, в этой новой области, органические материалы смогут позволить упростить и удешевить производство так же, как ранее это произошло со светоизлучающими диодами и солнечными батареями.

Теоретические расчеты, выполненные в Инженерном колледже Университета Юта, позволили предсказать возможность получения топологического изолятора, используя органометаллические молекулы (с углерод-углеродными и углерод-металлическими связями). В новой работе ученые исследовали как фермионы Дирака (особый тип носителей заряда, лишенный массы и распространяющийся со скоростью света) перемещаются вдоль границ этого материала.

Для практического создания органических топологических изоляторов еще только предстоит найти и синтезировать новые материалы, способные передавать фермионы. Этим займутся уже другие исследователи. Ценность же данной работы в том, что она впервые продемонстрировала, каким образом на поверхности раздела между двумя различными тонкими органическими пленками создаются условия для движения фермионов Дирака.