Кобальтовые квантовые точки открывают новый этап в солотронике

Солотроникой называют направление экспериментальной электроники и спинтроники, базирующееся на процессах, которые происходят на уровне одиночных атомов. Уже сейчас возможно контролировать индивидуальные атомы, помещая их в особые полупроводниковые структуры, — этот метод используется для формирования квантовых точек, содержащих одиночные магнитные ионы.

В институте экспериментальной физики Варшавского университета созданы и изучены две совершенно новых разновидности таких структур, в том числе первые в мире квантовые точки теллурида кадмия (CdTe) с ионом кобальта и кадмий-селенидные (CdSe) точки с атомом марганца. Наиболее ярко выраженные магнитные свойства прежде наблюдались у атомов марганца, лишенных двух электронов. В 2009 г., используя точки из теллурида кадмия, сотрудники Варшавского университета продемонстрировали первую магнитную память на базе одного иона марганца.

«Считалось, что другие магнитные ионы, такие как Co2+, нельзя использовать в квантовых точках. Мы решили проверить это, и природа преподнесла нам приятный сюрприз: присутствие нового магнитного иона, как оказалось, не нарушает свойств квантовой точки», — комментирует Якуб Кобак (Jakub Kobak), соискатель докторской степени в Варшавском университете.

В отличие от марганца, другие магнитные элементы не имеют ядерного спина, это упрощает управление квантовыми точками на их основе. Замена же теллура более легким селеном привела к 10-кратному увеличению длительности «запоминания» информации. Исследователи полагают, что использование других более легких элементов позволит достичь выигрыша даже в несколько порядков.

Итоги исследования изложены в статье, вышедшей в журнале Nature Communications.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365