Учёные из Университета Миннесоты при поддержке Semiconductor Research Corporation разработали и запатентовали квантовый материал, способный улучшить эффективность обработки и хранения данных в 18 раз.

О полученных результатах они сообщили в журнале Nature Materials. Статья получила большой резонанс в полупроводником индустрии, и авторы уже получили многочисленные запросы на тестовые образцы.

Новый материал принадлежит классу так называемых топологических изоляторов (ТИ). Они широко известны благодаря уникальным магнитным и спинэлектронным свойствам, но существующие методы изготовления ТИ, такие как выращивание монокристаллов и молекулярно-лучевая эпитаксия тонких плёнок, плохо масштабируются и поэтому непригодны для промышленного внедрения.

В своей работе авторы впервые применили для нанесения тонкой плёнки ТИ (селенида висмута — Bi₂Se₃) технику распыления. Полученный таким способом слой топологического изолятора состоял из очень мелких зёрен (менее 6 нм), из-за чего вступил в силу эффект квантовой локализации и поведение электронов существенно изменилось.

Использование практичного и хорошо масштабируемого процесса распыления для производства квантового материала противоречило интуиции всех исследователей в этой области и полученный эффект теперь требует изменения существующей теории топологических изоляторов. Исследователи говорят, что начатая ими четыре года назад работа — лишь предвестник серьезного прогресса в полупроводниковой и смежных отраслях, включая магнитную память MRAM.