Дослідники виявили незвичайне збільшення провідності матеріалу на мільярд відсотків під впливом магнітного поля.
Міжнародна група фізиків повідомила про відкриття нового квантового стану. Дослідження виявило петльові струми, що протікають по краях октаедричних осередків в кристалі з марганцю, кремнію і телуру, які збільшують провідність матеріалу в мільйони разів. Відкриття допоможе у створенні нових квантових пристроїв і надпровідників.
Матеріал являє собою сплав марганцю, кремнію і телуру, який має форму восьмикутних осередків, розташованих у вигляді сот і складених в листи. Усередині кожної такої “площини” електрони можуть рухатися по колу навколо октаедричної комірки.
За відсутності магнітного поля електрони рухаються як за годинниковою, так і проти годинникової стрілки. В результаті матеріал виступає в якості ізолятора. Властивості сплаву змінюються при додатку магнітного поля перпендикулярно поверхні “листа” з сот. Такий вплив призводить до формування односпрямованого «потоку» електронів і збільшення провідності на сім порядків.
Зміна провідності сплаву під впливом магнітного поля. Зображення: Yu Zhang et al.
Дослідники також виявили, щоб “активувати” надпровідність в цьому матеріалі можна за допомогою електричного струму. Але в цьому випадку процес перетворення ізолятора в провідник займає від декількох секунд до хвилин.
Зміна провідності у відповідь на магнітне поле або магнітоопір характерна для багатьох матеріалів. Але та ступінь зміни, яку демонструє досліджуваний сплав, істотно перевершує всі відомі аналоги. Дослідники вважають, що можливість швидко перетворювати ізолятор в провідник за допомогою магнітного поля або повільно змінювати його властивості за допомогою електричного струму стане в нагоді при створенні нових пристроїв.
Вчені продовжать досліджувати новий квантовий стан і шукати інші матеріали, в яких він може проявлятися.