Магнит толщиной в два атома найдёт применение в спиновой и квантовой электронике

Исследователи из Технологического университета Стивенса в Хобокене (штат Нью-Джерси) нашли решение одной из насущных проблем материаловедения, разработав атомарно тонкий ферромагнитный полупроводник, функционирующей при комнатной температуре.

Открытие, о котором его авторы отчитались в апрельском выпуске журнала Nature Communications, сделает возможным появление транзисторов, управляющих не только зарядом, но и спином электронов, что, в свою очередь, является ключом к созданию более быстрой, экономичной и миниатюрной электронной и техники.

«Ферромагнитный 2D-полупроводник — это материал, в котором сосуществуют ферромагнетизм и полупроводниковые свойства, и поскольку наш материал работает при комнатной температуре, его легко интегрировать с широко распространённой полупроводниковой технологией», — сказал профессор Янг (EH Yang), который руководил этим проектом.

Команда Янга применила к 2D-плёнке дисульфида молибдена метод подстановочного легирования, заменив с его помощью отдельные атомы молибдена в узлах кристаллической решётки на атомы железа. Полученный тонкий, гибкий и прозрачный полупроводник толщиной в два атома оказался способен сохранять намагниченность при комнатной температуре.

Для уточнения структуры синтезированного материала университетская команда сотрудничала с рядом академических организаций штата Нью-Йорк, включая Рочестерский и Колумбийский университеты, Политехнический институт Ренселлера и Брукхэйвенскую национальную лабораторию.