Ученые из Университета Твенте в Нидерландах добились сверхпроводимости от перспективного квантового материала MnBi2Te4 (MBT). Результаты экспериментов опубликованы в журнале Communications Materials.
С момента получения в 2019 году MBT остается в центре внимания научного сообщества благодаря уникальным электрическим и магнитным свойствам. Это топологический изолятор, то есть он проводит ток только по поверхности, и антиферромагнетик — вещество, в котором атомы намагничены в противоположных друг другу направлениях.
В силу этих нетривиальных особенностей электроны в MBT движутся только вдоль поверхности материала и, как и предсказывает теория, исключительно по часовой стрелке. Однако, как показали эксперименты в Твенте, при определенных условиях электроны могут вращаться как по часовой стрелке, так и против.
«Это может показаться незначительным различием, но односторонний поток электронов необходим для создания новых электронных состояний, которые позволяют использовать новые способы обработки информации», — объясняет аспирант Тис ??Янсен.
Электроны вращались в обоих направлениях, когда ученым удалось заставить MBT проявить свойства сверхпроводимости под воздействием магнитного поля.
Разнонаправленное вращение электронов нежелательно для использования материала в квантовых вычислениях, но теперь, когда стал понятен механизм этого явления, станет возможным его предотвращение, заключил ученый.
Топологический антиферромагнетик MBT пригоден для создания быстродействующей памяти с высокой плотностью записи, квантовых компьютеров со сниженной вероятностью декогеренции — то есть разрушения информации.
Есть у материала и значительные перспективы с точки зрения фундаментальной науки: ученые надеются поймать с его помощью предсказанные в 1930-х фермионы Майораны — частицы, которые являются собственными античастицами.