När elektroniska komponenter blir mindre, Att förstå hur material beter sig i nanoskala är avgörande för utvecklingen av nästa generations elektronik. Tyvärr, det är mycket svårt att förutsäga vad som händer när material bara är några atomlager tjocka. För att förbättra vår förståelse av materialens så kallade kvantegenskaper, forskare vid TU Delft undersökte tunna skivor av SrIrO ₃ , ett material som tillhör familjen komplexa oxider. Deras resultat har nyligen publicerats Fysiska granskningsbrev .

Forskarna syntetiserade materialet med hjälp av pulserad laseravsättning (PLD), en metod för att avsätta enkristallfilmer med atomskiktsprecision. "Vi studerade kristaller med tjocklekar ner till 2 atomlager (0,8 nanometer), "sa huvudförfattaren Dirk Groenendijk, som är doktorand kandidat vid TU Delft.

Elektroner kan normalt röra sig fritt i materialet, och SrIrO ₃ visar metalliskt beteende. Dock, forskarna fann att vid en tjocklek av 4 lager, det verkar finnas en vändpunkt. Under denna tjocklek, elektronerna blir lokaliserade och materialet övergår till ett isolerande tillstånd. På samma gång, materialet beställer magnetiskt och effekterna av spinn-omloppskoppling förstärks starkt. Denna sista egenskap är av intresse för utvecklingen av nya magnetiska minnesenheter, eftersom elektronens snurr kan användas för att lagra och överföra information.

Nästa generation elektroniska enheter kommer att kräva ytterligare miniatyrisering av deras komponenter, och det kommer inte dröja länge innan chipstillverkarna går under 10 nanometer. "I denna skala du kan räkna antalet atomer, och du går in i kvantmekanikens område, "säger Groenendijk. För framtida enheter, forskare letar också efter nya material med för närvarande otillgängliga funktioner. I det här avseendet, komplexa oxider är lovande kandidater som visar en mängd olika exotiska fenomen. Forskningen från Groenendijk och kollegor utgör ett viktigt steg mot förståelsen av deras kvantegenskaper i den tvådimensionella gränsen.