Эксперимент подтвердил существование нового типа спинтронных материалов
Спинтроника, новая область электроники, оперирующая спином вместо заряда, способна обеспечить значительные преимущества для компьютерной техники. Управлять спином можно с помощью топологических изоляторов (ТИ), это класс материалов, в которых электронный ток распространяется со 100%-й эффективностью, но только по поверхности.
Один из таких материалов, гексаборид самария (SmB6) давно уже привлекал пристальное внимание ученых. В отличие от других ТИ, его объемные диэлектрические свойства, согласно теоретическим выкладкам, основаны на особом явлении, называемом эффектом Кондо. До последнего времени, однако, эти его качества не были подтверждены экспериментально.
Статья в Nature Communications авторов из института Пауля Шеррера (PSI), IOP (Академия наук Китая) и Федерального политехнического института в Лозанне (EPFL), впервые предоставляет практические доказательства того, что гексаборид самария действительно является топологическим «Кондо-изолятором».
В экспериментах, проводившихся в PSI, исследователи подвергали образцы SmB6 воздействию излучения синхротронного источника. Его энергия передавалась электронам гексаборида, что приводило к выбиванию их из материала. Измерение свойств таких электронов (в том числе спина) позволило судить об их поведении на поверхности SmB6. Полученные данные оказались в полном соответствии с прогнозами для топологического изолятора.
Изолирующие свойства SmB6 проявляются только при крайне низких температурах, то есть, на данном этапе развития технологий малопрактичны. Тем не менее данные эксперименты имеют концептуальное значение, поскольку впервые предоставляют доказательства того, что топологические изоляторы Кондо не являются фантазией теоретиков, а действительно существуют в реальности.