Учёные Дальневосточного федерального университета вместе с японскими коллегами синтезировали первый двумерный (квантовый) металл, сообщила пресс-служба ДВФУ.

Новый материал представляет собой тонкую плёнку из двойного слоя атомов таллия, нанесённых на кремниевую подложку. При температурах ниже 0,96 К (или -272°C) и воздействии магнитного поля он может изменять свои свойства. В сильном магнитном поле он становится изолятором, в слабом — сверхпроводником, а при полях промежуточной величины остаётся металлом. Такое необычное поведение уже предсказывалось ранее теоретически, но до этого никогда не наблюдалось экспериментально.

«Более трёх десятилетий не утихает научная дискуссия о том, что произойдет двумерным металлом при приближении к абсолютному нулю температуры: останется ли она металлом и будет ли проводить электрический ток? Наши эксперименты впервые показали, что помимо перехода в изолирующее или сверхпроводящее состояние двумерная система может оставаться нормальным металлом. Это необычное состояние было названо квантовым металлом», сообщил один из авторов работы, член-корреспондент РАН и сотрудник ДВФУ, Александр Саранин.

Таким образом, ученые впервые показали возможность существования нормального металлического состояния не в трёх, а в двух измерениях. Исследование причин такого явления может быть полезно для создания сверхпроводящих материалов, работающих при комнатных температурах.

В работе участвовали ученые из ДВФУ, Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН и Университета Токио (Япония). Результаты исследования опубликованы в престижном международном научном журнале 2D Materials.