Наука Учёные из МФТИ и МГУ создали метод выращивания крупных кристаллов магнитных изоляторов Учёные из МФТИ и МГУ создали метод выращивания больших кристаллов магнитных топологических изоляторов, подходящих для квантовых компьютеров и энергоэффективной электроники. Новый подход позволяет получать кристаллы размером в несколько сантиметров с высокой чистотой и стабильностью. Результаты опубликованы в журнале Materials Chemistry and Physics. Магнитные топологические изоляторы проводят электрический ток только по поверхности, оставаясь изоляторами внутри. Эти свойства делают их перспективными для квантовой электроники, однако фундаментальная проблема инконгруэнтного плавления мешала выращиванию крупных кристаллов. При нагреве соединения распадались на составляющие, и традиционные методы не позволяли получать качественные большие образцы. Российские учёные предложили выращивать кристаллы в условиях трёхфазного равновесия. В отличие от стандартных подходов с расплавом фиксированного состава, новый метод поддерживает одновременно три фазы: растущий кристалл, расплав и твердый высокоплавкий компонент. Лада Яшина, ведущий научный сотрудник лаборатории фотоэлектронной спектроскопии квантовых функциональных материалов МФТИ, пояснила, что метод использует двухфазный источник в установке типа Бриджмена — стандартном оборудовании для выращивания кристаллов. Полученные кристаллы сантиметрового размера с широкими террасами на поверхности демонстрируют высокое структурное качество. Подход применим к целому семейству теллуридов и другим сложным многокомпонентным соединениям с узкой областью первичной кристаллизации. Александр Фролов, заведующий лабораторией фотоэлектронной спектроскопии квантовых функциональных материалов МФТИ, отметил, что метод успешно применён к четверным системам, таким как (Ge,Mn)Bi₂Te₄ и Mn(Bi,In)₂Te₄. Контроль над стехиометрией, коэффициентом сегрегации и распределением катионов открывает возможности для синтеза материалов с заданными электронными и магнитными характеристиками. Технология позволяет создавать материалы с программируемыми свойствами, точно контролируя состав кристаллов. Это критично для управления их магнитными и электронными характеристиками. Василий Столяров, директор Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ, отметил, что метод перитектического выращивания позволяет получать массивные высококачественные образцы, такие как MnBi₂Te₄, ранее доступные только в виде тонких пленок или мелких кристаллов. Высокое структурное качество, подтверждённое ARPES и STM, открывает возможности для изучения квантовых аномальных и квантовых спиновых эффектов Холла. Управление составом твердых растворов позволяет задавать положение уровня Ферми и магнитные свойства, создавая платформу для поиска экзотических квантовых состояний, включая аксионные изоляторы. Разработка имеет стратегическое значение для российских квантовых технологий. Кристаллы магнитных топологических изоляторов необходимы для стабильных кубитов, энергоэффективной электроники и устройств спинтроники. Source: https://monavista.ru/article/4868271/