Теория топологических изоляторов появилась в 2005 году, а в 2007 во время эксперимента был получен первый в мире образец – диэлектрик способный проводить ток на поверхности, став новым классом материалов для электроники. Была надежда на то, что с его помощью удастся контролировать вращение электрона,а затем и полями «спинтроники».

Предполагалось, что

уран и плутоний могут играть роль топологических изоляторов, однако большинство из них состоят из сплавов висмута.

Проводя совместное исследование, ученые-физики из университета штата Пенсильвания и Корнельского университета (США) использовали в качестве топографического изолятора селенистый висмут в сочетании с обычным ферромагнитным сплавом, чтобы создать материал, способный контролировать магнитную память в 10 раз эффективнее любого другого материала.

«Это поистине невероятное открытие в этой области, так как это первый признак того, что мы действительно можем создать практичную технологию с этими топологическими изоляторами. Наш эксперимент использует преимущества особой поверхности селенистого висмута, который по своей природе поддерживает поток электронов с определенным вращением», – говорит профессор физики университета штата Пенсильвания Нитин Самарс (Nitin Samarth).

Команда ученых Корнельского университета обнаружила, что при комнатной температуре с помощью этих электронов можно контролировать направление магнитной полярности в расположенных рядом материалах.

«Исследование нашей команды преодолело одну из наибольших трудностей разработки технологий спинтроники, основанной на спин-орбитальной связи – эффективность, с которой обычный ток может быть преобразован в спиновой», – говорит помощник научного руководителя в Корнельском университете Дэн Ральф.

В исследовании, опубликованном на прошлой неделе в журнале Nature, высказывается надежда на то, что удастся найти экономичный способ переориентировать намагничивание, используя наименьшее количество ресурсов.

В своих экспериментах исследователи выяснили, что ток, проходящий через тонкую пленку топологического изолятора, может иметь сильное влияние на вращение электронов в находящихся рядом ферромангнитных материалах.

«Стремительный прогресс в этой области демонстрирует университет штата Пенсильвания и другие лаборатории по всему миру, показывая, что «топологические спинтроники» имеют большие перспективы и могут стать привлекательным ответвлением более традиционных подходов к спитронным технологиям», – говорит Самарс.