Эффект GMR получен для релятивистских электронов

Открытие, сделанное в Институте химической физики твердых тел им. Макса Планка, может в будущем значительно упростить конструирование электронных компонентов. Ученые установили, что электрическое сопротивление соединения ниобия с фосфором испытывает скачок в 10 тыс. раз под воздействием внешнего магнитного поля.

Прежде, гигантский магниторезистивной эффект (GMR), обеспечивающий современным жестким дискам их огромную емкость, наблюдался только в материалах со сложной многослойной структурой. Фосфид ниобия (NbP) обладает схожими свойствами, но может производится со значительно меньшими затратами.

Институтские исследователи вместе с коллегами из Центра Гельмгольца в Дрездене и из Университета Радбода в Нидерландах опубликовали полученные новые результаты в журнале Nature Physics.

Резкое изменение сопротивления фосфида ниобия в магнитном поле обусловлено действием на носителей заряда, так называемой, силы Лоренца. Она приводит к тому, что с ростом интенсивности магнитного поля все больше электронов начинают двигаться в «неправильном» направлении, увеличивая электрическое сопротивление. Чем быстрее электроны движутся в материале, тем больше сила Лоренца и тем заметнее проявляется магниторезистивность.

Соединение переходного металла ниобия с фосфором относится к так называемым полуметаллам Вейля, которые характеризуется наличием в них сверхбыстрых носителей заряда — релятивистских электронов (фермионов Вейля), способных перемещаться со скоростью 300 км/с (тысячная доля скорости света в вакууме), как будто они не имеют массы.

Авторы считают, что этот эффект можно улучшить путем оптимизации состава и структуры материала, и убеждены в огромном потенциале данного открытия для будущих информационных технологий.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI