Ученые создали самое маленькое в мире электронное устройство, толщиной в 2 атома

Исследователи разработали технологию, которая позволяет хранить информацию в самом тонком на сегодня электрическом устройстве, состоящем из инертного материала, толщиной всего два атома.

Работа современных компьютеров основана на чипах размером с монету с миллиардами крошечных кристаллов, переключающихся между двумя состояниями заряда, что соответствует 0 или 1, «да» или «нет», «вверх» или «вниз» и так далее. Это делает возможным кодирование и обработку информации посредством электрических сигналов. Хотя кристаллы имеют невероятно маленькие размеры, но состоят из миллионов атомов (примерно 100х100х100), и способны переключаться со скоростью около миллиона раз в секунду.

Теперь ученые из Тель-Авивского университета совершили прорыв в этой сфере, уменьшив толщину кристаллов до двух атомов. Такая тонкая структура также позволяет значительно повысить быстродействие вычислительного устройства за счет квантовых эффектов перемещения электронов и снизить энергопотребление.

Команда использовала двумерный материал с гексагональной структурой из атомов бора и азота толщиной в один атом. Нарушив естественную кристаллическую симметрию, и искусственно соединив два таких слоя, они получили параллельную конфигурацию без смещения, несмотря на силу отталкивания между атомами одного вида. Ученые добились этого, используя различную конфигурацию слоев.

Такое нарушение симметрии заставляет электрический заряд реорганизоваться между слоями и генерировать крошечную внутреннюю электрическую поляризацию, перпендикулярную их плоскости. При приложении внешнего электрического поля в противоположном направлении, система скользит в боковом направлении для переключения ориентации поляризации, которая остается стабильной даже после отключении внешнего поля. Этим она похожа на трехмерные сегнетоэлектрические системы.

В дальнейшем команда планирует создать двумерные кристаллы с аналогичными свойствами, но из других комбинаций атомов. По словам разработчиков, такие устройства помогут улучшить современную электронику, а также позволят использовать свет для управления.

Напомним, что недавно исследователи также открыли новый тип двумерного углеродного материала с металлическими свойствами.