Созданный китайцами двумерный кристалл сулит революцию в электронике

Medialeaks Medialeaks

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.

Вор обокрал больницу, но поздно понял, что за мешок взял. Его он вернул с запиской, растопившей сердца врачей Вор обокрал больницу, но поздно понял, что за мешок взял. Его он вернул с запиской, растопившей сердца врачей Из загадок и мармеладок? Нет. Знаешь ли ты, как устроены женщины? Из загадок и мармеладок? Нет. Знаешь ли ты, как устроены женщины? Водительница нашла GPS-трекер полицейских и заставила их страдать. Боль офицеров поймёт только Джеймс Бонд Водительница нашла GPS-трекер полицейских и заставила их страдать. Боль офицеров поймёт только Джеймс Бонд Никто не думал, что пухляш сбросит вес, но его тело — пруф. Чтобы поверить в апгрейд, придётся протереть глаза Никто не думал, что пухляш сбросит вес, но его тело — пруф. Чтобы поверить в апгрейд, придётся протереть глаза Обустраиваем гнездышко киберспортсмена. Обзор мощнейшего десктопа MEG Trident X от MSI Отец не понимал, почему дочь заливается смехом, пока не выглянул в окно. А за ним — сарай крадётся (в кадр) Отец не понимал, почему дочь заливается смехом, пока не выглянул в окно. А за ним — сарай крадётся (в кадр) «Приходишь на интересе, а потом пашешь на силе воли». Истории людей, резко сменивших профессию «Приходишь на интересе, а потом пашешь на силе воли». Истории людей, резко сменивших профессию «Господи, пожалуйста, Норвегия», — молит младенец, но увы. Мем разбивает в щепки его мечты о светлом будущем «Господи, пожалуйста, Норвегия», — молит младенец, но увы. Мем разбивает в щепки его мечты о светлом будущем Блогер психанул и год тренировался как персонаж One-Punch Man. Теперь он не пухляш, а супергерой на минималках Дед оставил внучке письмо, и это тест для шпиона. Агенты ГРУ сломаются над шифром, но содержимое стоит того Утята прятались в канализации, но услышали маму и решили выйти. Это не мимими, а хитрейший полицейский трюк Утята прятались в канализации, но услышали маму и решили выйти. Это не мимими, а хитрейший полицейский трюк Пара устроила вечеринку раскрытия пола ребёнка, и взрывная она буквально. Соседям снесло не крышу, а фундамент Пара устроила вечеринку раскрытия пола ребёнка, и взрывная она буквально. Соседям снесло не крышу, а фундамент Россияне узнали о выходных с 1 по 10 мая и наводят суету. Вопросы и боль в мемах о решении Владимира Путина Россияне узнали о выходных с 1 по 10 мая и наводят суету. Вопросы и боль в мемах о решении Владимира Путина Пациентка посреди ночи закапывала в глаза обычные капли. А спустя секунду поняла — во флаконе был клей Пациентка посреди ночи закапывала в глаза обычные капли. А спустя секунду поняла — во флаконе был клей Нет, в Сибири не завелись верблюды, на фото — Саудовская Аравия. Правда, местные жители уже в этом не уверены Нет, в Сибири не завелись верблюды, на фото — Саудовская Аравия. Правда, местные жители уже в этом не уверены Суд оправдал осуждённого, но проблемы на этом не закончились. За свободу ему придётся заплатить тюремщикам Суд оправдал осуждённого, но проблемы на этом не закончились. За свободу ему придётся заплатить тюремщикам Блогер установил видеонаблюдение в доме и не прогадал. Ведь кадры как из «Оно» людям уже не развидеть Блогер установил видеонаблюдение в доме и не прогадал. Ведь кадры как из «Оно» людям уже не развидеть Как выглядит собака за 800 тысяч рублей? Показал хозяин добермана-альбиноса, и зрители вызывают ветеринара Гражданин Илон Маск, пройдёмте. Журналист обвинил бизнесмена в краже мема, и такое интернет не прощает Гражданин Илон Маск, пройдёмте. Журналист обвинил бизнесмена в краже мема, и такое интернет не прощает Бодибилдер из США повторил тренировку русского спортсмена и сломался. Он знает — в России живут супергерои Бодибилдер из США повторил тренировку русского спортсмена и сломался. Он знает — в России живут супергерои Клиент заказал бургер и теперь отменяет «Макдоналдс». Вы бы поступили так же, если бы ваш сэндвич зашевелился Клиент заказал бургер и теперь отменяет «Макдоналдс». Вы бы поступили так же, если бы ваш сэндвич зашевелился Как проснуться бодрым? Доктор объяснил, и теперь спать восемь часов и пить кофе необязательно Как проснуться бодрым? Доктор объяснил, и теперь спать восемь часов и пить кофе необязательно Врач отвечала суду по Zoom, и зря во время работы с пациентом. Неприкрытой в показаниях была не только правда Спасатели не верили в летающих черепах, пока сами не увидели одну. Они такие быстрые, что могут разбить машину Спасатели не верили в летающих черепах, пока сами не увидели одну. Они такие быстрые, что могут разбить машину Жена показала руку мужа, и люди угадали его дар. Один взгляд на фото, и вы поймёте, почему он хорош в боулинге Жена показала руку мужа, и люди угадали его дар. Один взгляд на фото, и вы поймёте, почему он хорош в боулинге Блогерша набила нелепое тату во рту, думая, что оно исчезнет. Спустя три года она стесняется идти к дантисту Блогерша набила нелепое тату во рту, думая, что оно исчезнет. Спустя три года она стесняется идти к дантисту Вейперша дымила годами, пока не ощутила боль в спине. Увидев рентген её позвоночника, вы бросите курить «Верните Тони Старка», — написали фаны на билборде, и Война бесконечности тут. Ведь киноманам стыдно за плакат Подполковник устроил супруге свидание на вертолёте, и пока, карьера. Стоило только начальству увидеть её селфи Подполковник устроил супруге свидание на вертолёте, и пока, карьера. Стоило только начальству увидеть её селфи Мадс Миккельсен vs коучи — 1:0. Актёр раскрыл свой подход к работе и перевернул жизнь фанам Мадс Миккельсен vs коучи — 1:0. Актёр раскрыл свой подход к работе и перевернул жизнь фанам Медсестра бросилась помогать беременной прохожей и не жалеет. На свет родился не малыш, а её собственная семья Медсестра бросилась помогать беременной прохожей и не жалеет. На свет родился не малыш, а её собственная семья Моряк спас голубя из воды, снимая всё на видео, и озадачил зрителей. Они тоже хотят уметь плавать без рук Моряк спас голубя из воды, снимая всё на видео, и озадачил зрителей. Они тоже хотят уметь плавать без рук Бегун на видео уговорил медведя его не есть — буквально. Заклинатель мишек найден, Пятачок покупает курс Бегун на видео уговорил медведя его не есть — буквально. Заклинатель мишек найден, Пятачок покупает курс Бабуля не умела в мессенджеры, но внук-инженер нашёл выход. Его гаджет «Бабулеграм» оценил бы сам Павел Дуров Бабуля не умела в мессенджеры, но внук-инженер нашёл выход. Его гаджет «Бабулеграм» оценил бы сам Павел Дуров Блогерша открыла свои детские фото и поняла — родители достойны медали. Ведь вырастили человека из Пеннивайза Блогерша открыла свои детские фото и поняла — родители достойны медали. Ведь вырастили человека из Пеннивайза Актёр разбирался с налогами и стал живым покойником. Вам смешно, а у него годы войны с системой