Американские физики из Национальной ускорительной лаборатории SLAC впервые измерили скорость переключения фрагмента магнетита из состояния проводника в состояние изолятора в ходе так называемого вервеевского перехода (Verwey transition). Исследование опубликовано в журнале Nature Materials, а его краткое содержание приводит сайт лаборатории SLAC.
В ходе эксперимента ученые облучали фрагмент (тримерон) магнетита (оксида железа Fe3O4) двумя импульсами: сначала «проводящая» электронная структура разрушалась вспышкой видимого лазера, а затем следовал импульс рентгеновского излучения. С помощью последнего ученые могли определить, в каком состоянии находится магнетит и как быстро он переходит из одного состояния в другое.
Ученые установили, что переход проводник-изолятор требует всего одной триллионной доли секунды, что в тысячи раз меньше, чем соответствующий переход в современных транзисторах. Важность исследования, по словам авторов, заключается в том, что позволяет установить предельную скорость электронного переключения в материале.
Магнетит очень давно известен физикам, однако только в последнее время стал рассматриваться в качестве одной из возможных альтернатив кремнию в электронике. Одним из главных недостатков магнетита в этом смысле является низкая температура, при которой в материале возможен вервеевский переход — она составляет около -190 градусов Цельсия. Впрочем, до того, как на магнетите или на других оксидах будут созданы первые транзисторы, ученые должны разобраться с деталями его электронной структуры.