Сразу две группы физиков США – одна из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, другая из Пенсильванского университета – заявили о создании трехмерного аналога графена. Открытие появилось одновременно в двух главных научных журналах, Science и Nature.

Химически полученная структура к одноатомной пленке углерода не имеет никакого отношения. В обоих случаях трехмерный «графен» был создан на основе кристаллов, хоть и разных, но состоящих из молекул, которые содержат натрий и висмут. И в обоих случаях это был давно предсказанный теоретически, но до сих пор не реализованный «трехмерный топологический полуметалл Дирака», квантовая материя, где электроны имеют такую же невиданную свободу, что и в графене, если не большую.

Электроны там собираются в некие конусы, а точки, где эти конусы соприкасаются своими вершинами, называются точками Дирака. Электроны в таком веществе становятся намного мобильнее и летают намного быстрее. Из-за этого оно приобретает такие свойства, о которых другие материалы, кроме графена, не могут даже мечтать.

источник: sciencemag.org
Как меняется конфигурация конусов Дирака под воздействием внешнего магнитного поля (кликабельно)

Зато электронщикам такие материалы только что не снятся во сне. Намного более сильная связь между их электрическими и магнитными характеристиками электронов позволяет легко управлять их спинами с помощью электрического поля. Это как раз то, что нужно для спинтроники, технологии будущего, с помощью которой информация будет кодироваться не зарядами электронов и атомов, а их спинами. Новые материалы намного чувствительнее к внешним магнитным полям, что позволит создавать жесткие диски с куда большей плотностью информации.