Созданный китайцами двумерный кристалл сулит революцию в электронике

Созданный китайцами двумерный кристалл сулит революцию в электронике

Новый материал из олова толщиной в один атом позволит компьютерам стать еще быстрее, потребляя при этом намного меньше энергии, считают физики. То, что несколько лет назад предсказали американцы, на днях удалось воплотить китайцам.

Группа сотрудников Шанхайского университета опубликовала в журнале Nature Materials сообщение: они уверяют, что им удалось создать двумерный материал из атомов олова. Кристалл назвали «станен», от латинского наименования олова, которое используется в периодической таблице – stannum (Sn), по аналогии с графеном, за создание которого в 2010 году получили Нобелевскую премию физики российского происхождения Андре Гейм и Константин Новосёлов. Графен в свое время наделал много шума. Из него уже делают экспериментальные транзисторы для микросхем, обладающие большей эффективностью, впереди гибкие жидкокристаллические мониторы нового типа, солнечные батареи, фотоэлементы.

Отличие олова от углерода, среди прочего, состоит в том, что олово – намного тяжелее. Поэтому построить двумерную решетку из его атомов – задача намного более сложная, чем синтез графена. Для получения станена атомы олова напылялись на кристаллическую подложку из теллурида висмута в условиях высокого вакуума.

e98616dacbd86cc550aaeeb7d34a47f5

Схематическое изображение структуры станена поверх фотографии, сделанной сканирующим туннельным микроскопом. Фото: Feng-feng Zhu et al. / Nature Materials, 2015

То, что в результате был получен именно станен подтвердили двумя разными методами – с помощью сканирующей туннельной микроскопии и фотоэлектронной спектроскопии. Материал состоит из двух независимых слоев олова, в каждом из которых атомы «уложены» в шестиугольники. Эта структура совпала с теоретическим предсказанием, которое опубликовали еще в 2013 году физики Стэнфордского университета.

Предсказанные свойства материала делают его потенциально незаменимым компонентом в микроэлектронике. Одно из таких свойств — квантовый спиновый эффект Холла: если через станен пустить ток, он будет сортировать электроны по спину, как апельсины на конвейере. При этом электроны будут двигаться вдоль двух поверхностей кристалла с нулевым сопротивлением. Это позволит построить вычислительные схемы с намного меньшим энергопотреблением, чем сейчас, и большим быстродействием (см. «спинтроника»). Правда, пока что предсказанные эффекты наблюдать в эксперименте не удалось.

stanen1

Предсказанная структура станена. Серым показаны атомы олова, желтым — атомы фтора. Такой материал должен проводить ток без потерь вдоль краев. Фото: Yong Xu / Tsinghua University; Greg Stewart / SLAC

Работы по синтезу двумерных кристаллов идут по всему миру. Ранее были созданы аналогичные материалы из германия, кремния, фосфора. Область их применения, в основном, все та же микроэлектроника.

Сводные брат и сестра снимают видео, где страстно целуются. Хейтерам плохо, а фаны доказывают – это нормально Сводные брат и сестра снимают видео, где страстно целуются. Хейтерам плохо, а фаны доказывают – это нормально Говорят, что каждый третий любит песню "Кадиллак". Старый мем получил новую жизнь в сети Говорят, что каждый третий любит песню "Кадиллак". Старый мем получил новую жизнь в сети Девушка хочет отметить день рождения с друзьями, но родители тащат её в склеп. Там её ждёт второй именинник Девушка хочет отметить день рождения с друзьями, но родители тащат её в склеп. Там её ждёт второй именинник Girl in Red рассказала о своём самом нелюбимом слове в мире. И лесбиянки смертельно разочарованы в певице Girl in Red рассказала о своём самом нелюбимом слове в мире. И лесбиянки смертельно разочарованы в певице Личный опыт. Зачем учить детей финансовой грамотности? Нильфгаардский доспех из нового «Ведьмака» — подарок фанатам. Но на слитых кадрах заметили беременную героиню Нильфгаардский доспех из нового «Ведьмака» — подарок фанатам. Но на слитых кадрах заметили беременную героиню Девушка обедала, но трапезу прервал паук-гигант. Крик сменился на смех, когда она разглядела его поближе Девушка обедала, но трапезу прервал паук-гигант. Крик сменился на смех, когда она разглядела его поближе Работников фабрики заставляют бить себя по лицу до крика. Они с радостью ждут, когда смогут это повторить Работников фабрики заставляют бить себя по лицу до крика. Они с радостью ждут, когда смогут это повторить To be or not to be: как учить ребенка английскому с пользой, а не ради галочки? Ким Кардашьян запостила фото с сёстрами, и её рука исчезла. Фаны обвинили звезду в фотошопе, но поторопились Хочу всё, сразу и без очередей. Как закупиться на Aliexpress со скидками на главной распродаже 2020 года? Хочу всё, сразу и без очередей. Как закупиться на Aliexpress со скидками на главной распродаже 2020 года? НЛО рухнуло в Доминикане и попало на видео. Теперь осталось узнать, что это и почему оно изрыгает пламя НЛО рухнуло в Доминикане и попало на видео. Теперь осталось узнать, что это и почему оно изрыгает пламя Тест. Всё пробовал, всё знаю! Как мне расширить сексуальные горизонты? Тест. Всё пробовал, всё знаю! Как мне расширить сексуальные горизонты? Парень сдал тесты на аллергию, и его руку будто укусил аллигатор. Но результаты анализов выглядели ещё хуже Парень сдал тесты на аллергию, и его руку будто укусил аллигатор. Но результаты анализов выглядели ещё хуже Учёный вскрыл египетскую гробницу и стал жертвой проклятья. Его не пожелаешь и врагу — парня презирают котики Учёный вскрыл египетскую гробницу и стал жертвой проклятья. Его не пожелаешь и врагу — парня презирают котики Илон Маск спросил, нужна ли людям девушка-кошка от Tesla. И в реплаях разгорелся пожар из артов и мемов Илон Маск спросил, нужна ли людям девушка-кошка от Tesla. И в реплаях разгорелся пожар из артов и мемов Жених сделал невесте предложение и довёл её до больницы. Его способ подарить кольцо оказался слишком опасным Жених сделал невесте предложение и довёл её до больницы. Его способ подарить кольцо оказался слишком опасным Парень купил дешёвый ТВ, но в итоге получил гораздо больше. Теперь этим устройством он шантажирует ресторан Парень в детстве увлёкся йогой и превзошёл всех гуру. Даже им не под силу повернуть голову на все 180 градусов Парень в детстве увлёкся йогой и превзошёл всех гуру. Даже им не под силу повернуть голову на все 180 градусов Хозяин годы искал угнанный мотоцикл, но всё было тщетно. Байк нашёлся сам, и загадки «Твин Пикс» тут отдыхают Хозяин годы искал угнанный мотоцикл, но всё было тщетно. Байк нашёлся сам, и загадки «Твин Пикс» тут отдыхают Что будет, если не вырывать ребёнку молочные зубы? Вместо коренных у него вырастут акульи, и это не шутка Что будет, если не вырывать ребёнку молочные зубы? Вместо коренных у него вырастут акульи, и это не шутка Блогер попробовал день тренироваться и есть, как Арнольд Шварценеггер. Итог раскрыл тайну: актёр — не человек Блогер попробовал день тренироваться и есть, как Арнольд Шварценеггер. Итог раскрыл тайну: актёр — не человек Девушка нашла альтернативу стиральному порошку, и это лучший лайфхак. Главное средство лежит прямо у ваших ног Парень показал самовозгорающуюся свечу, и это тру-делюминатор. Иногда наука может в чудеса не хуже Дамблдора Парень показал самовозгорающуюся свечу, и это тру-делюминатор. Иногда наука может в чудеса не хуже Дамблдора Блогер показал, что внутри банки консервов «Охотники за привидениями» 1992 года. Нет, не Лизун, намного хуже Блогер показал, что внутри банки консервов «Охотники за привидениями» 1992 года. Нет, не Лизун, намного хуже Сын показал фото отца из путешествия и растрогал людей. История за кадром — альтернативная концовка «Титаника» Сын показал фото отца из путешествия и растрогал людей. История за кадром — альтернативная концовка «Титаника» У фермера вылупился здоровый цыплёнок, но вырос он не в маму. Из него получилась четырёхлапая курочка-тыгыдык Поражение в компьютерной игре едва не стоило геймеру жизни. Он так сильно разозлился, что лопнул — буквально Парень записал видео, а он — вылитый персонаж из «Рататуя». Но ещё больше он удивил своей подругой Парень записал видео, а он — вылитый персонаж из «Рататуя». Но ещё больше он удивил своей подругой Мама увидела сына в клетке у льва и чуть не заработала инфаркт. Но ей надо быть внимательнее — иллюзии повсюду Мама увидела сына в клетке у льва и чуть не заработала инфаркт. Но ей надо быть внимательнее — иллюзии повсюду Девушка рассказала, что привело её в больницу. Она была на волоске от смерти, а причина — предмет гардероба Девушка рассказала, что привело её в больницу. Она была на волоске от смерти, а причина — предмет гардероба Девушка рассказала о пасхалках на обложках книг про Гарри Поттера. Но найти их сможет не каждый Девушка рассказала о пасхалках на обложках книг про Гарри Поттера. Но найти их сможет не каждый Парень на видео делал предложение девушке, и всё пошло очень плохо. Хуже стало, когда вмешалась другая женщина Парень на видео делал предложение девушке, и всё пошло очень плохо. Хуже стало, когда вмешалась другая женщина Геймдизайнер Cyberpunk 2077 показал, какие сообщения получает из-за переноса. И напугал создателя «Чернобыля» Геймдизайнер Cyberpunk 2077 показал, какие сообщения получает из-за переноса. И напугал создателя «Чернобыля» Тиктокерша показала подписчикам свою маму и теперь жалеет. Взглянув на женщину, парни потеряли интерес к дочке Тиктокерша показала подписчикам свою маму и теперь жалеет. Взглянув на женщину, парни потеряли интерес к дочке Организаторы футбольного матча доверили трансляцию ИИ. Так болельщики узнали: машины не принимают нас за людей