Ученые из лаборатории Эймса Министерства энергетики США обнаружили средства управления поверхностной проводимостью трехмерного (3-D) топологического изолятора, типа материала, который потенциально может применяться в устройствах спинтроники и квантовых вычислениях.

Используя ультракороткие средние инфракрасные и терагерцовые импульсы длительностью менее одной триллионной доли секунды, исследователи в лаборатории Эймса смогли успешно изолировать и контролировать поверхностные свойства топологического изолятора из висмут-селена (Bi2Se3) 3-D. Фото: лаборатория Эймса

Трехмерные топологические изоляторы представляют собой новые материалы, которые имеют большие перспективы благодаря своим уникальным электронопроводящим состояниям на их поверхностях, невосприимчивым к обратному рассеянию, по сравнению с объемным внутренним пространством, которое ведет себя как обычный изолятор.

Но остается проблема подкрепления и выборочного контроля их высокочастотного переноса на поверхности без повышенного рассеяния от объемного материала.

Используя ультракороткие средние инфракрасные и терагерцовые импульсы длительностью менее одной триллионной доли секунды, исследователи в лаборатории Эймса смогли успешно изолировать и контролировать поверхностные свойства топологического изолятора из висмут-селена (Bi2Se3) 3-D.

Метод обеспечивает то, что по сути является новой «ручкой настройки» для контроля проводимости защищенной поверхности в этой категории материалов.

«Мы считаем, что это исследование может превратиться в эталонный метод определения характеристик и манипулирования этими материалами, чтобы их можно было лучше понять и адаптировать для применения в новых квантовых технологиях», – сказал Джиганг Ван, физик Лаборатории Эймса и профессор Университета штата Айова.

Исследование далее обсуждается в статье «Сверхбыстрое манипулирование топологически улучшенным поверхностным транспортом, управляемым средним инфракрасным и терагерцовым импульсами в Bi2Se3» в Nature Communications.

По материалам phys.org