Российские физики помогут во внедрении материалов с уникальными электрическими свойствами

Специалисты Московского физико-технического института (МФТИ) и Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН сделали ещё один шаг на пути к применению так называемых топологических изоляторов.

Топологические изоляторы — это открытие физики XXI века. Такие материалы, ещё недавно считавшиеся гипотетическими, обладают уникальными электрическими свойствами. В частности, внутри они ведут себя как полупроводники, а на поверхности (у границы) их свойства похожи на свойства металла — например, по поверхности подобного материала свободно протекает электрический ток.

Сейчас исследования, связанные с использованием топологических изоляторов, проводятся по всему миру. Одним из препятствий на пути создания полезных устройств на основе таких материалов является необходимость изучения зависимости их свойств от различных несовершенств структуры. Теперь российским физикам удалось выяснить, как в подобных материалах устроено взаимодействие между атомами магнитных примесей.

«Главным результатом теоретического анализа стало предсказание нового типа косвенного обменного взаимодействия между магнитными атомами в двумерном топологическом изоляторе. С одной стороны, оно напоминает аналогичное взаимодействие в металлах, а с другой — типичную для полупроводников картину. Такое необычное сочетание является определяющим для взаимодействия пар магнитных атомов, один из которых находится вблизи границы, а другой — вдали от неё», — говорится в статье МФТИ.

Ожидается, что результаты работы помогут в дальнейшем исследовании влияния магнитных атомов на распространение электрического тока вдоль границы двумерного топологического изолятора. Предполагается, что в перспективе топологические изоляторы найдут применение в квантовых компьютерах, электронных схемах с минимальными потерями на тепло и пр.