За последнее десятилетие ученые достигли значительного прогресса в создании двумерных материалов со странными квантовыми свойствами, которые могут в перспективе дать толчок новым технологиям. Исследователи Университета Чикаго, работающие в школе Притцкера по молекулярной инженерии, обнаружили неожиданный режим поведения в Fe5GeTe2: материал может войти в состояние с зарядовым упорядочиванием, где множество электронов движутся вместе крайне медленно, сохраняя квантовую когерентность. Это открытие опубликовано в Science Advances и связано с лабораторией Асс. проф. Шуолонга Яна. Это бросает вызов существующим идеям о поведении материала и может указывать на новые технологические применения. sources: [3, 0, 1, 2]},{

«Это фундаментальное открытие, которое отклоняется от теоретических предсказаний», — сказал Ян. «Теперь нам нужно заново осмыслить магнитные взаимодействия в этом материале, но это также открывает новые возможности для использования материала в новых типах запоминающих устройств», — добавил он. sources:[4]},{

Fe5GeTe2 относится к семейству материалов ван-дер-ваальсовых магнитов, которые можно формировать в атомно тонкие слои; исследователи изучают их для возможной реализации запоминающих технологий, отличающихся от тех, что строят на обычных магнитах. Для анализа электронного и магнитного состояния материала команда под руководством Яна использовала ARPES — метод, при котором фотоны попадают на поверхность образца и из неё выстреливают электроны, позволяя сопоставлять электронную структуру и магнитное состояние. sources:[6,7]},{

При фокусировке ультрафиолетового лазера на область размером всего около 10 микрометров исследователи увидели неожиданное: электронная полоса оказалась «плоской», то есть диапазон энергий электронов, связанных с проводимостью, изменялся очень мало. В плоской полосе электроны движутся не так быстро, как обычно, и могут вести себя крайне медленно, оставаясь когерентными и действуя как единое целое. sources:[8,9]},{

«Мы не измеряем одного электрона», — отметил Ян. «Мы измеряем взаимодействие тысяч или миллионов электронов, которые движутся вместе когерентно. Это квантовый многочастичный феномен, и на самом деле это очень странная вещь». источники: [10]