Метод контроля энергии различных долин двумерного полупроводника, разработанный на кафедре физики Университета Баффало, открывает новые возможности использования волитроники для создания сверхэффективных чипов компьютерной логики и памяти.

«Обычно в таких атомарно-тонких полупроводниках имеются две долины с одинаковыми энергиями — «вырожденными энергетическими уровнями» в терминах квантовой механики, — рассказал руководитель проекта, профессор физики Хао Цзэн (Hao Zeng). — Для разрушения этого вырождения можно использовать внешнее магнитное поле. Однако расщепление настолько мало, что получить различимую разницу в энергиях можно, разве что в Национальной лаборатории высокого магнитного поля. Наш новый подход делает долины более доступными и удобными для контроля, а в перспективе — для хранения и обработки информации».

Для разделения энергий долин команда Цзэна применила ферромагнитное соединение. Учеными была создана двухслойная гетероструктура из пленки сульфида европия (EuS) толщиной 10 нм и одиночного нанометрового слоя дихалькогенида переходного металла, диселенида вольфрама (WSe₂) сверху. Магнитное поле нижнего слоя инициировало разделение долин в WSe₂.

По сравнению с использованием внешнего магнитного поля описываемый метод даёт десятикратное увеличение энергетического «зазора» между двумя долинами.

Об этом достижении авторы рассказали в опубликованном вчера онлайновом выпуске журнала Nature Nanotechnology. Эксперимент проводился при температуре всего 7 кельвин, то есть, практическое применение его результатов остаётся делом будущего.