Найден способ управления электрическими и магнитными свойствами материалов Мотта

Моттроника — еще одна из множества новых разновидностей микроэлктроники, в которых зачастую путаются даже наиболее фанатичные любители новых технологий. Она названа по фамилии лауреата Нобелевской премии Нэвилла Френсиса Мотта (Nevill Francis Mott) и имеет дело с материалами, преимущественно оксидами металлов, которые можно переключать между фазовыми состояниями со свойствами проводника и диэлектрика.

Такие материалы, имеют многообещающие перспективы применения в будущих транзисторах и компьютерной памяти, но только при условии, что фазовые переходы в них поддаются контролю.

Именно один из таких методов контроля — путем приложения эпитаксиального напряжения к кристаллической решетке — был продемонстрирован группой, работающей на синхротронном источнике излучения ALS (Advanced Light Source) Лаборатории Беркли со сверхтонкими (толщина всего 6 нм) пленками материалов Мотта.

«Наша работа показывает, что эпитаксиальное несовпадение в решетке может использоваться для настройки энергетического рельефа материалов Мотта и, таким образом, для управления переходами проводник-изолятор, — прокомментировал полученные результаты один из авторов статьи, опубликованной по итогам экспериментов в Nature Communications. — Прилагая эпитаксиальную нагрузку, мы заставляли пленки никелата, состоящие всего из нескольких атомных слоев, переходить в фазы с коренным образом различающимися электронными и магнитными свойствами».

Редкоземельные перовскитные оксиды, содержащие никель, или «никелаты», считаются идеальной моделью для изучения материалов Мотта, поскольку они демонстрируют сильную корреляцию электронных систем и, как следствие, уникальные электрические и магнитные характеристики. Сотрудники Лаборатории Беркли исследовали тонкие пленки оксида никеля с неодимом (NdNiO3), используя для этого рентгеновские лучи из отвода ALS beamline 8.0.1.