Измерениям вопреки

Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с коллегами из Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВО РАН) и Университета Токио (Япония) синтезировали первый квантовый металл. Уникальный двумерный материал представляет собой двойной слой атомов таллия на монокристаллической подложке кремния, он обладает изолирующими и сверхпроводящими свойствами, при этом способен сохранять свойства нормального металла; при температурах ниже 0,96K (или -272°C)  переходит в сверхпроводящее состояние, при воздействии сильного магнитного поля становится изолятором, а в магнитном поле промежуточной величины — квантовым металлом.

Как объяснил участник исследования, заведующий кафедрой физики низкоразмерных структур Школы естественных наук (ШЕН) ДВФУ член-корреспондент РАН Александр Саранин, экспериментальное наблюдение такого необычного состояния вещества представляет интерес для решения принципиальной проблемы фундаментальной науки — возможности существования нормального металлического состояния в двух измерениях.

“Более трех десятилетий не утихает научная дискуссия о том, что произойдет с двумерной электронной системой (двумерным металлом) при приближении к абсолютному нулю температуры: останется ли она металлом и будет ли проводить электрический ток? Эксперименты показали, что помимо перехода в изолирующее или сверхпроводящее состояние двумерная система может оставаться нормальным металлом. Это необычное состояние было названо квантовым металлом, или Бозе-металлом. Именно такой материал нам удалось синтезировать и изучить его электронные свойства”, — рассказал ученый.

Получение уникального результата стало возможным благодаря трехстороннему сотрудничеству научных организаций России и Японии. Вместе с А.Сараниным над открытием работали сотрудники ШЕН ДВФУ и Института автоматики и процессов управления ДВО РАН профессор Андрей Зотов, Дмитрий Грузнев, Леонид Бондаренко, аспирантка Александра Тупчая, а также профессор Сюдзи Хасегава (Shuji Hasegawa) и аспирант Сатору Ичинокура (Satoru Ichinokura) из Университета Токио.

Результаты исследования опубликованы в престижном международном научном журнале “2D Materials”.