Аномальный эффект Холла при спинорбитальной и магнитообменной связи в 2D-графеновом спиновом клапане

Графен, особенно в чистом виде, уже давно считается перспективным материалом для разработки устройств спинтроники. Эти устройства используют собственный угловой момент (то есть спин), а не заряд электронов, для передачи и обработки данных. Предлагаемый подход к генерации и обнаружению спинов основан на близости графена к близлежащему материалу, который может изменить его свойства. Однако до сих пор успешное развитие спинтроники с использованием только этого подхода оказалось весьма сложной задачей. Исследователи из CIC nanoGUNE BRTA и других институтов разработали устройство спинтроники, которое использует только эффекты близости, в частности, 2D-спиновый клапан на основе графена. Функционирование этого клапана, представленное в статье, опубликованной в журнале Nature Electronics, зависит только от близости к магниту Ван-дер-Ваальса Cr₂Ge₂Te₆.

Создание и контроль скирмионов при комнатной температуре в 2D материалах

Корейский научно-исследовательский институт стандартов и науки (KRISS) впервые в мире создал и контролировал скирмионы при комнатной температуре в двумерных (2D) материалах. Это достижение снижает энергопотребление по сравнению с традиционными трехмерными (3D) системами, одновременно максимизируя квантовые эффекты, что делает его основной технологией для разработки квантовых компьютеров, работающих при комнатной температуре, и полупроводников с искусственным интеллектом. Исследование опубликовано в журнале Advanced Materials. В эксперименте скирмионы создавались путем приложения очень тонкого напряжения и магнитного поля к поверхности магнита и далее перемещались в нужном направлении с помощью тока. Результаты эксперимента показали, что энергопотребление на управление скирмионами в 2D составило примерно 1/1000 от такового в 3D, а их размер уменьшился более чем в десять раз, что обеспечило значительные преимущества с точки зрения стабильности и скорости.

Цепочка из атомов меди и углерода может оказаться тончайшей металлической проволокой

Исследователи из Лаборатории теории и моделирования материалов EPFL в Лозанне, входящей в состав NCCR MARVEL, использовали вычислительные методы, чтобы определить, какой может быть самая тонкая металлическая проволока, а также несколько других одномерных материалов со свойствами, которые могут оказаться интересными для множества приложений. По итогу было выявлено 800 одномерных материалов, из которых выбрали 14 лучших кандидатов — соединений, которые еще не были синтезированы в качестве реальных проводов. Наиболее интересными оказались четыре материала — два металла и два полуметалла. Среди них металлическая проволока CuC₂, прямая цепочка, состоящая из двух атомов углерода и одного атома меди, самая тонкая металлическая нанопроволока, стабильная при 0 К, обнаруженная на сегодняшний день.

Обнаружен дефект одного атома в 2D-материале, который может хранить квантовую информацию при комнатной температуре

Ученые обнаружили, что «одиночный атомный дефект» в слоистом 2D-материале может удерживать квантовую информацию в течение микросекунд при комнатной температуре. Дефект, обнаруженный исследователями из университетов Манчестера и Кембриджа с использованием тонкого материала под названием гексагональный нитрид бора (hBN), демонстрирует спиновую когерентность — свойство, при котором электронный спин может сохранять квантовую информацию — в условиях окружающей среды. Они также обнаружили, что этими вращениями можно управлять с помощью света.

Гигантское вращение Фарадея в атомно тонких полупроводниках

В недавнем исследовании немецкие и индийские физики показали, что ультратонкие двумерные материалы, такие как диселенид вольфрама, могут поворачивать поляризацию видимого света на несколько градусов на определенных длинах волн в небольших магнитных полях, подходящих для использования в чипах. Ученые из Мюнстерского университета (Германия) и Индийского института научного образования и исследований (IISER) в Пуне (Индия) опубликовали свои выводы в журнале Nature Communications. Чип компьютерного процессора содержит миллиарды переключающих элементов. Таким образом, работа немецко-индийской группы является шагом вперед в разработке миниатюрных оптических изоляторов из 2D-материалов, которые имеют толщину всего несколько атомных слоев и в сто тысяч раз тоньше человеческого волоса.

Измерение механических напряжений и деформаций в электродах суперконденсаторов на основе графена

Исследователи Техасского университета A&M обнаружили, что при зарядке суперконденсатора он накапливает энергию и реагирует растяжением и расширением. Это открытие можно использовать для разработки новых материалов для гибкой электроники или других устройств, которые должны быть одновременно прочными и эффективно хранить энергию. Исследование направлено на разработку устройств хранения энергии, которые смогут выдерживать структурные нагрузки и в конечном итоге заменить пластики, армированные углеродным волокном, которые действуют как структурные панели в самолетах, тем самым повышая энергоэффективность.

Точное квантовое вириальное расширение для оптического отклика легированных двумерных полупроводников

Исследователи из Университета Монаша открыли новую информацию о поведении квантовых примесей внутри материалов. Международное теоретическое исследование представляет новый подход, известный как «квантовое вириальное расширение», предлагающий мощный инструмент для раскрытия сложных квантовых взаимодействий в двумерных полупроводниках. Этот прорыв потенциально может изменить наше понимание сложных квантовых систем и открыть захватывающие будущие приложения с использованием новых 2D-материалов. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Порядок укладки и напряжение усиливают генерацию второй гармоники с помощью двумерных гетеробислоев Януса

Группа исследователей из Университета Тохоку, Массачусетского технологического института (MIT), Университета Райса, Ханойского университета науки и технологий, Чжэцзянского университета и Национальной лаборатории Ок-Риджа предложили новый механизм усиления коротковолнового света (100–300 нм) путем генерации второй гармоники (ГВГ) в двумерном (2D) тонком материале, полностью состоящем из обычных элементов.

Ученые открыли ридберговские муаровые экситоны

В исследовании, опубликованном в журнале Science, доктор Сюй Ян и его коллеги из Института физики Китайской академии наук (CAS) в сотрудничестве с исследователями под руководством доктора Юань Шэнцзюня из Уханьского университета сообщили о наблюдении муаровых экситонов Ридберга в монослойном полупроводнике WSe₂, соседствующем с малоугловым скрученным двухслойным графеном.

Открытие волнового состояния парной плотности в двумерном высокотемпературном сверхпроводнике на основе железа

Группа профессора Цзянь Вана из Пекинского университета в сотрудничестве с профессором Цзыцяном Ваном из Бостонского колледжа и профессором И Чжаном из Шанхайского университета открыли волновое состояние первичной парной плотности в двумерном высокотемпературном сверхпроводнике на основе железа, которое обеспечивает новая двухмерная высокотемпературная платформа для исследования PDW в нетрадиционных сверхпроводниках. Их статья опубликована в журнале Nature.