Инженеры из университета Юты доказали возможность создания первых органических материалов, которые снаружи проводят электричество, но внутри являются изоляторами.

Эти материалы, известные как органические топологические изоляторы, могут передавать информацию со скоростью света в квантовых компьютерах и других быстродействующих устройствах.

Исследование, опубликованное в издании Nature Communications, поможет ввести новую область исследования в материаловедении, которая даст понять, как можно сократить стоимость и облегчить производство светодиодов и солнечных батарей, сообщил старший автор исследования, профессор Фенг Лю.
 
«Это первая демонстрация существования топологических изоляторов, основанных на органических материалах», сообщил Лю. „Наши результаты расширяют область и влияние этих материалов в различных сферах применения, от спинтроники до квантовых компьютеров“.

Чтобы изготовить топологический изолятор, ученым необходимо спроектировать материалы, способные передавать фермионы. В топологическом изоляторе фермионы ведут себя как невесомые пакеты света, проводя электричество за счет весьма быстрого перемещения вдоль поверхности материала. Когда эти фермионы пытаются попасть внутрь материала, проводимость блокируется.

Более того, фермионы Дирака обладают свойством под названием спин, или угловой момент частицы вокруг оси, который действует как магнитный полюс. Это свойство дает ученым возможность поместить в частицу информацию, поскольку спин можно переключать „вверх“ и „вниз“. Подобный механизм может оказаться полезным для электронных устройств на основе спина (область носит название „спинтроника“), которые могут хранить информацию в заряде и спине электронов.

Источник