Вчені показали, що за допомогою сегнетоелектриків можна «перемикати» квантові стани окремих молекул. Дослідження опубліковано в журналі Advanced Materials.
Дослідники з Університету Аалто та Університету Ювяскюля змінили квантові стани окремих молекул за допомогою електрично керованої підкладки. Це допоможе в розробці нових матеріалів і створенні крихітної пам’яті, в якій дані зберігаються на молекулярному рівні.
У своїй роботі фізики використовували напівпровідникову підкладку, створену з телуриду олова (SnTe). Дослідники продемонстрували, що сегнетоелектричний ефект — здатність SnTe набувати спонтанної поляризації, якою можна керувати за допомогою зовнішнього електричного поля — дозволяє налаштувати внутрішній стан молекул, розміщених на підкладці.
Дослідники відзначають, що налаштування властивостей молекул забезпечується завдяки внутрішніх електричних полів, які генеруються при подачі напруги на підкладку. Метод, запропонований вченими, поки не готовий для масштабування, але відкриває новий напрямок для розвитку матеріалів з керованими властивостями.
Управління молекулами на підкладці з сегнетоелектрика. Зображення: Mohammad Amini et al., Advanced Materials
Управління внутрішніми станами квантових систем – одна з найбільших проблем у квантових матеріалах, відзначають вчені. На найглибшому рівні окремі молекули можуть проявляти різні квантові стани, навіть маючи однакову кількість електронів. Ці стани пов’язані з різними електронними конфігураціями, що може призвести до абсолютно різних властивостей.
Можливість управління електронною конфігурацією окремих молекул в перспективі дозволить розробити штучні молекулярні матеріали з перемикаючими станами. З іншого боку, додають вчені, це зробить можливим подальшу мініатюризацію класичної комп’ютерної пам’яті, оскільки дві конфігурації дозволять кодувати 0 і 1 в класичній одиниці пам’яті на молекулярному рівні.