ВЕСЕЛКА

Физики из Шанхая опубликовали в Nature статью, в которой утверждают, что создали двумерный кристалл из олова. Материал получил название «станен», от латинского stannum, и обладает рядом необычных свойств.

Группа сотрудников Шанхайского университета опубликовала в журнале Nature Materials сообщение: они уверяют, что им удалось создать двумерный материал из атомов олова. Кристалл назвали «станен», от латинского наименования олова, которое используется в периодической таблице – stannum (Sn), по аналогии с графеном, за создание которого в 2010 году получили Нобелевскую премию физики российского происхождения Андре Гейм и Константин Новосёлов.

Отличие олова от углерода, среди прочего, состоит в том, что олово – намного тяжелее. Поэтому построить двумерную решетку из его атомов – задача намного более сложная, чем синтез графена. Для получения станена атомы олова напылялись на кристаллическую подложку из теллурида висмута в условиях высокого вакуума.

Схематическое изображение структуры станена поверх фотографии, сделанной сканирующим туннельным микроскопом. Фото: Feng-feng Zhu et al. / Nature Materials, 2015

То, что в результате был получен именно станен подтвердили двумя разными методами – с помощью сканирующей туннельной микроскопии и фотоэлектронной спектроскопии. Материал состоит из двух независимых слоев олова, в каждом из которых атомы «уложены» в шестиугольники. Эта структура совпала с теоретическим предсказанием, которое опубликовали еще в 2013 году физики Стэнфордского университета.

Предсказанные свойства материала делают его потенциально незаменимым компонентом в микроэлектронике. В частности, для станена действует квантовый спиновый эффект Холла: при пропускании тока через проводник электроны разделяются по спину вдоль двух поверхностей кристалла и двигаются вдоль них с нулевым сопротивлением. Это позволит построить вычислительные схемы с намного меньшим энергопотреблением, чем сейчас и большим быстродействием (см. «спинтроника»). Правда, пока что предсказанные эффекты наблюдать в эксперименте не удалось. Китайцы обещают сделать это в следующей работе.

Работы по синтезу двумерных кристаллов идут по всему миру. Ранее были созданы аналогичные материалы из германия, кремния, фосфора. Область их применения, в основном, все та же микроэлектроника.