Екип от изследователи от САЩ постигнаха революционен напредък в областта на квантовите материали, откривайки метод за контролирано превключване на електронните им състояния чрез температурни промени. Това откритие може да доведе до създаването на електроника, която е до 1000 пъти по-бърза и по-ефективна от съществуващата в момента.

В основата на откритието стои материалът 1T-TaS₂, който демонстрира уникалната способност да преминава от изолатор към проводник на електричество в зависимост от температурата. Досега подобно поведение е било наблюдавано само при криогенни температури и за изключително кратък период от време. Новият метод, наречен термично охлаждане (thermal quenching), позволява този преход да се осъществява при значително по-практични температури – около -73°C. Нещо повече, материалът може да поддържа проводимостта си в продължение на месеци, което е безпрецедентно постижение.

Потенциалът на 1T-TaS₂ да замени конвенционалните силициеви компоненти в устройства като лаптопи и смартфони е огромен. Квантовите материали могат да изпълняват същите задачи по-бързо, заемайки експоненциално по-малко място.

Техниката на термично охлаждане включва осветяване на материала, за да се повиши неговата температура, което активира металната му проводимост. Когато светлината бъде премахната, температурата на материала спада и 1T-TaS₂ се връща към първоначалното си изолационно състояние. Този процес е сравним с функцията на транзистора – полупроводниково устройство, което контролира потока на електричество в по-голямата част от съвременната електроника.

Учените считат, че разбирането как да се контролират квантовите материали има потенциала да трансформира електрониката по начин, подобен на начина, по който напредъкът на транзисторите, в съответствие със Закона на Мур, доведе до намаляване на размера на компютрите.

Източник: de la Torre, A., Wang, Q., Masoumi, Y. et al. Dynamic phase transition in 1T-TaS2 via a thermal quench. Nat. Phys. (2025). https://doi.org/10.1038/s41567-025-02938-1

Снимка: Matthew Modoono/Northeastern University