Megalkották a világ leggyorsabb félvezetőjét, amely kvázirészecskékből készül

Az új anyag sokat javítana az információátvitel sebességének korlátain, de szuperdrága összetevője is van, és ez nagyban nehezítheti az elterjedését – vallották be az ettől függetlenül is bizakodó feltalálók. Az amerikai Columbia Egyetem kutatói alkották meg a szobahőmérsékleten leggyorsabb és leghatékonyabb szupravezetőt, ami szuperatomos anyagból készül, és annyira új, hogy egyelőre neve sincs – csak a kémiai képlete ismert: Re₆Se₈Cl₂.

A tudósok a Science-ben közölt tanulmány szerint a legelterjedtebb félvezetők egyikére, a szilíciumra kerestek alternatívát, mivel ennek az anyagnak már a mai technológiák is feszegetik az atomi szerkezetéből fakadó határait.

Amikor bármilyen anyag rezeg, kvantumrészecskéket, ún. fononokat hoz létre, azok pedig excitonokat, elektronokat vagy elektronpárokat szórnak szét, amelyek az elektronikus eszközökben energiát és információt hordoznak. A folyamat meglehetősen gyorsan zajlik, és hőt is termel, ezzel viszont energia vész el, ami korlátozza az információátvitel sebességét.

Az Re₆Se₈Cl₂ esetében az excitonok szétszóródása helyett a fononok egyesülnek, és új kvázirészecskéket, úgynevezett akusztikus exciton-polaritonokat alkotnak. Bár nem ez az első alkalom, hogy ilyesmit fedeznek fel egy anyagban, az Re₆Se₈Cl₂ polaritonjai eltérően: ballisztikus vagy szórásmentes módon mozognak, a korábbiaknál gyorsabban, így az információt is gyorsabban adják át, és kevesebb információt veszítenek el. A kísérletek során kétszer olyan gyorsan haladtak, mint a szilíciumban lévő elektronok.

Az Re₆Se₈Cl₂ atomvékony lapokká is alakítható, így más anyagokkal is lehet kombinálni. Első eleme, a rénium ugyanakkor meglehetősen ritka nemesfém, így túlságosan drága. Hacsak nem találnak rá másik alternatívát, az új félvezető ebben a formában aligha lesz elterjedt. A kutatók már dolgoznak is rajta, hogy ehhez hasonló megoldásokkal, de vállalható költségű anyaggal hozzanak létre olyan félvezetőket, amelyek még az Re₆Se₈Cl₂ sebességét is felülmúlják.

Gábor János, Okosipar.hu