Физики из Миннесотского университета впервые смогли изменить направление движения заряда в ультратонком слое материала при комнатной температуре — всего лишь с помощью света. Это открытие может привести к созданию более экономичных сенсоров, оптических детекторов и квантовых устройств. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Речь идет о пленках из диоксида рутения (RuO₂), нанесенных на подложку из диоксида титана. Как выяснили ученые, если растянуть атомную структуру такого материала в определенном направлении, то можно управлять тем, как по нему течет ток и как он взаимодействует со светом. Причем эффект наблюдается не в лабораторных условиях, а при обычной температуре — что крайне важно для практического применения.
“До сих пор считалось, что в подобных материалах невозможно точно направлять ток с помощью света из-за их сложной электронной структуры, — отметил профессор Бхарат Джалан, ведущий автор работы. — Но мы показали, что в ультратонких слоях это возможно, если точно контролировать внутренние напряжения на уровне атомов”.
Эффект, по словам исследователей, связан с особенностью, при которой определенные электронные состояния материала усиливаются в заданных направлениях. Он открывает путь к созданию металлов с настраиваемыми оптическими и электрическими свойствами.
“Это первый случай, когда удалось добиться управляемой ультрабыстрой проводимости в оксиде металла при комнатной температуре, — добавил постдок Сынге Джон, соавтор статьи. — Раньше такое считалось невозможным”.
Новое свойство может найти применение в энергоэффективных устройствах для обработки и хранения данных, а также в технологии защищенной связи. Следующий шаг — интеграция полученных пленок в реальные чипы и исследование аналогичных эффектов в других оксидных материалах.
Ранее молнию длиной 829 км признали самой большой в мире.