Odkryto "trójwymiarowy grafen"

Naukowcy z należącego do amerykańskiego Departamentu Energii (DOE) Lawrence Berkeley National Laboratory odkryli właśnie, że bizmutek  sodu (Na3Bi) może istnieć jako kwantowa materia zwana trójwymiarowym topologicznym półmetalem Diraca (3DTDS). Materiał ten nazywany jest nie bez powodu trójwymiarowym odpowiednikiem grafenu - z jego pomocą powinno udać się stworzyć o rzędy wielkości szybsze tranzystory i pojemniejsze nośniki danych.

Grafen - będący pojedynczą warstwą atomów węgla - ma tak fantastyczne właściwości gdyż znajdują się w nim fermiony Diraca - cząstki nie będące identyczne ze swymi antycząstkami, które pozwalają elektronom na dużo swobodniejszy ruch. Główny autor nowych badań - Yulin Chen - zadał sobie pytanie czy może istnieć jego trójwymiarowy odpowiednik, który dzielił będzie z nim nietypową topologię struktury elektronowej.

Już wcześniej grupa naukowców z Chińskiej Akademii Nauk wskazała bizmutek sodu jako potencjalny materiał na 3DTDS, lecz nie potrafili oni eksperymentalnie sprawdzić swoich teorii. Z pomocą przyszło należące do DOE laboratorium Advanced Light Source w Berkeley Lab, które posiada świetne warunki do badania struktury elektronowej materiałów.

Tam z pomocą kątowo-rozdzielczej spektroskopii fotoemisyjnej (ARPES), która polega na wzbudzaniu elektronów promieniowaniem rentgenowskim i badaniu fotoemisji elektronów, udało się potwierdzić, że bizmutek sodu jest faktycznie poszukiwanym materiałem.

Niestety sam Na3Bi jest materiałem zbyt niestabilnym aby myśleć o jego użyciu na przykład w elektronice, jednak naukowcy wiedzą teraz dokładnie czego szukać i obecnie takie poszukiwania już trwają.

Źródło: