Google-Новости
Физики из Австралии выяснили, что соединение вольфрама и теллура одновременно обладает и металлическими свойствами, и представляет собой ферроэлектрик, один из «материалов будущего». Этот сплав может стать основой для сверхэкономичных компьютеров, пишут ученые в журнале Science Advances.
«Еще в шестидесятых годах теоретики предсказали, что ферроэлектрические металлы должны существовать, однако мы смогли создать их только сейчас. Другие многослойные металлические материалы тоже должны обладать подобными свойствами, и мы планируем продолжать их поиски», — рассказывает Панкадж Шарма (Pankaj Sharma) из университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия).
Оксид гафния и некоторые другие природные материалы, такие как соли винной кислоты, бария и титана, обладают необычным свойством – электроны в них распределены неравномерно, причем их положением можно управлять, используя сильные электрические поля. Благодаря этому свойству кристаллы подобных веществ, которые физики называют ферроэлектрики или сегнетоэлектрики, можно использовать в качестве «памяти будущего», информация в которой записывается в виде положения подобных «кучек» электронов.
Она будет работать с такой же скоростью, как и современная ОЗУ, но при этом она не будет терять информацию при отключении питания, и будет почти "вечной" по сравнению с флеш-чипами. Вдобавок, чтение и запись информации потребует крайне небольших порций энергии по сравнению с кремниевыми транзисторами и магнитными дисками, что заметно уменьшит аппетиты компьютеров будущего.
Все существующие материалы подобного типа, как отмечает Шарма, обладают одной общей чертой – все они относятся к категории полупроводников или диэлектриков и ни один из них не представляет собой металл. Несмотря на то, что теория допускает существование таких материалов, многие экспериментаторы не верили в то, что их можно создать на практике, так как их металлическая «половина» должна была заглушать ферроэлектрические свойства.
Австралийские физики выяснили, что подобные «невозможные» металлы все же существуют, и при этом они сохраняют свои свойства при комнатной температуре, экспериментируя с еще одним видом «материалов будущего», сплавом из теллура и вольфрама.
Он относится к числу так называемых «вейлевских полуметаллов». По своей сути эти материалы представляют собой трехмерные аналоги графена, электроны в которых, как и в самом «нобелевском углероде», ведут себя как так называемые фермионы Вейля, частицы, которые не обладают массой, но при этом имеют заряд.
Этот полуметалл, как отмечают исследователи, состоит из упорядоченных слоев металла – вольфрама – и теллура, элемента с полупроводниковыми свойствами. Эта особенность, а также то, что теллурид вольфрама обладает металлическими свойствами и при комнатной температуре, натолкнула ученых на мысль, что данное соединение может иметь и ферроэлектрические свойства.
Они проверили свои подозрения, вырастив несколько кристаллов WTe2 в своей лаборатории и изучив то, как были распределены электроны по их толще при помощи атомно-силового и пьезоэлектрического микроскопа.
