Исследователи из Азербайджана, России и Японии выяснили, что в полупроводнике с формулой GeSb₂Te₄ могут существовать электроны, которые ведут себя так, будто у них нет массы. Об открытии авторы рассказали на страницах журнала ACS Nano.

Соединение GeSb₂Te₄ имеет фазовый переход: при нагревании его структура переходит из аморфной в кристаллическую. Каждая структура обладает индивидуальными свойствами. Также такой переход обратим, а значит это соединение является идеальным материалом для использования в электронных устройствах, в которых информацию нужно записывать и перезаписывать несколько раз.

«Материалы с фазовым переходом привлекли большое внимание из-за резкого контраста оптических и электрических свойств между двумя их фазами, — говорит один из авторов статьи, профессор кафедры физических наук Университета Хиросимыавтор статьи Акио Кимура. — Электронную структуру этого поплупроводника в аморфной фазе ранее уже рассматривали, а вот экспериментального анализа электронной структуры в кристаллической фазе еще не проводилось».

Авторы обнаружили, что кристаллическая фаза этого материала содержит электроны Дирака — частицы, которые ведут себя так, будто у них нет массы. Ученые также обнаружили, что поверхность кристаллической структуры имеет общие характеристики с топологическим изолятором — видом материалов, у которых электрический ток протекает только по поверхности, но не в объеме вещества.

По словам ученых, похожее на кристаллическую фазу GeSb₂Te₄ поведение наблюдается у графена. Это значит, что такой материал можно рассматривать как трехмерный аналог графена. Такой полупроводник сочетает в себе скорость передачи импульсов и механическую гибкость. Он может стать основой для создания следующего поколения электрических телекоммуникационных устройств.