Сразу две группы физиков США – одна из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, другая из Пенсильванского университета – заявили о создании трехмерного аналога графена. Когда какое-нибудь важное открытие совершается сразу несколькими группами, то журнал предпочитает собрать их работы вместе в одном выпуске, даже если они и несколько разделены по времени. Здесь, похоже, не тот случай: открытие, без сомнения очень важное, появилось одновременно в двух главных научных журналах, Science и Nature. Эти журналы, вечно конкурирующие между собой, предпочитают не дублировать темы друг друга, и потому не очень верится, что публикации вышли одновременно по договоренности.
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.
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.
