В двумерных материалах научились сохранять информацию
Ориентируя слои двумерного нитрида бора, исследователи смогли создать в них нарушение симметрии в поведении электрических зарядов. Это свойство поможет создать атомарно тонкие запоминающие устройства
Интерес к двумерным материалам не падает с момента открытия самого первого представителя этого класса — графена. С 2004 года ряды этих уникальных соединений с поразительными прочностными и электрическими свойствами пополнились большим количеством представителей — от дисульфида вольфрама до 2В-нитрида бора. Сегодня от самых банальных применений двумерных материалов, вроде добавления их в бетон для повышения прочности, ученые начинают переходить к более тонким технологиям.
Одним из примеров такой технологии можно назвать новое устройство для хранения информации, которое разработали физики из Тель-Авивского университета. В своем эксперименте ученые смогли нарушить симметрию двумерного нитрида бора BN, искусственно соединив два атомарно тонких слоя. В своем обычном трехмерном состоянии этот материал состоит из большого количества слоев, расположенных друг на друге, причем каждый слой повернут на 180 градусов относительно своих соседей.
Ученым удалось искусственно сложить слои в параллельную конфигурацию без вращения. В ней атомы одного и того же вида из разных слоев оказываются рядом друг с другом, несмотря на сильную силу отталкивания между ними. На самом деле, конечно, слои немного соскальзывают и принимают чуть более выгодную конфигурацию. В этой искусственной укладке слои довольно сильно отличаются друг от друга. Например, если в верхнем слое перекрываются только атомы бора, то в нижнем слое все наоборот.
Это возникающее в материале нарушение симметрии не существует в природном кристалле. За счет этого свойства электрический заряд может переноситься между слоями и создавать крошечную внутреннюю электрическую поляризацию, перпендикулярную слою. Когда авторы прикладывали внешнее электрическое поле в противоположном направлении, система скользила вбок и изменяла знак поляризации. Переключаемая поляризация остается стабильной даже при отключении внешнего поля.
В этом система похожа на толстые трехмерные сегнетоэлектрические системы, которые сегодня широко используются в технике, например, для записи информации. Эту схожесть в свойствах ученые намерены использовать для создания тончайших устройств для хранения информации.
Статья опубликована в журнале Science.