Графен, подвинься. Ученые впервые создали ферромагнитный полупроводниковый MXene — он может изменить электронику будущего

Исследователи из Института материаловедения и инженерии Нинбо Китайской академии наук и Чжэцзянского университета и лаборатории сообщили о создании первого в мире лантаноидного двумерного материала класса MXene («максин»). Работа опубликована в престижном научном журнале Nature. Если графен представляет собой лист атомов углерода толщиной в один атом, то MXene — это столь же тонкие слои, но состоящие из переходных металлов (титан, ванадий, ниобий, молибден и др.) и углерода или азота.
Графен, подвинься. Ученые впервые создали ферромагнитный полупроводниковый MXene — он может изменить электронику будущего - Google Chrome.jpg

Изображение сгенерировано ChatGPT
Главное достижение ученых заключается в том, что им впервые удалось объединить в одном материале сразу два свойства, которые раньше практически не встречались у MXene одновременно, — полупроводниковое поведение и ферромагнетизм.

До сих пор большинство известных MXene создавались на основе титана, ванадия, ниобия и других ранних переходных металлов. Такие материалы отличаются высокой электропроводностью, но плохо подходят для устройств, где требуется одновременно управлять и электрическими, и магнитными свойствами.

Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали новую технологию синтеза, основанную на методе «химических ножниц». Этот подход позволяет буквально «разрезать» кристаллическую структуру на атомном уровне, выборочно удаляя, заменяя или перестраивая отдельные слои атомов. В результате ученые могут собирать материалы практически как конструктор, заранее задавая их будущие свойства.

Сам процесс состоит из двух этапов. Сначала металл из группы лантаноидов вступает в реакцию с галогенидом меди, образуя промежуточное соединение. Затем при высокой температуре оно взаимодействует с графитом, формируя новую слоистую структуру MXene, в которой чередуются атомы металла, углерода и галогенов.

Испытания подтвердили, что полученный материал одновременно является полупроводником и сохраняет устойчивые ферромагнитные свойства. Такое сочетание давно считается одной из ключевых целей материаловедения, поскольку открывает возможности для создания принципиально новых электронных устройств.

Особенно большие надежды ученые связывают со спинтроникой — направлением электроники, которое использует не только электрический заряд электрона, но и его спин. Это позволяет создавать более быстрые, компактные и энергоэффективные устройства по сравнению с традиционной микроэлектроникой.

По мнению авторов исследования, новый материал может найти применение в энергоэффективных логических процессорах, высокочастотных системах связи, магнитных датчиках, элементах памяти нового поколения и даже компонентах будущих квантовых компьютеров.

Не менее важным достижением стал и сам метод синтеза. Исследователи считают, что технология «химических ножниц» универсальна и в перспективе позволит создавать целое семейство новых двумерных материалов с заранее заданными электрическими, магнитными и оптическими свойствами.

Источник: https://www.ixbt.com/news/2026/07/26/grafen-podvinsja-uchenye-vpervye-sozdali-ferromagnitnyj-poluprovodnikovyj-mxene--on-mozhet-izmenit-jelektroniku.html

теги статьи

5G Диоды Интернет вещи Микросхемы Полупроводники Роботы Триоды Чип Электронные компоненты

последние события

20.10.26

Дроны-камикадзе для тушения пожаров придумали в России: они взрываются внутри горящих зданий

Беспилотники смогут проникать в помещения, куда не добраться пожарным, однако метод требует испытаний и строгих правил применения.

16.10.26

Российские космические микросхемы готовят к ядерному взрыву

Отечественные электронные компоненты проверяют на гамма- и нейтронное излучение, а также воздействие тяжёлых заряженных частиц

13.10.26

Нейропроцессоры сегодня и завтра:как ИИ-чипы в смартфонах меняют наши устройства

Помните, как 8 лет назад Huawei Mate 10 с процессором Kirin 970 впервые показал нам, что смартфон может «думать» сам, без отправки данных в облако? С тех пор искусственный интеллект в телефонах прошел путь от экспериментальной функции до одного из ключевых факторов, определяющих производительность и пользовательский опыт. Однако до недавнего времени этот прогресс казался постепенным, эволюционным. Сегодня мы стоим на пороге революции: нейропроцессоры (NPU) стремительно развиваются, а в ближайшие годы нас ждут настоящие прорывы.
Разбираемся, что изменилось на рынке и какие перспективы открываются перед мобильным ИИ.

06.10.26

Исследование свойств оксида гафния открывает новые возможности для производства конденсаторов, памяти и систем охлаждения

Новое исследование показало, что оксид гафния может накапливать и высвобождать электрическую энергию, оставаясь стабильным при экстремальных температурах.

05.10.26

Подготовлены три сценария развития российской мегакорпорации по производству чипов

В рамках подготовки стратегии «Объединенной микроэлектронной компании» Сбербанк представил отрасли модель спроса на микроэлектронику в России. Документ описывает три сценария развития рынка до 2036 года: базовый, консервативный и оптимистичный. Модель рассчитана в пластинах. Например, при базовом сценарии спрос на пластины вырастет с 0,8–1,0 млн до 1,6–1,8 млн штук.

29.09.26

Мантуров рассказал, на что пойдет технологический сбор с компаний

Мантуров раскрыл детали создания объединенной структуры в сфере микроэлектроники. Она будет называться «Интегральные системы». Все доходы бюджета от технологического сбора пойдут на ее развитие.

28.09.26

Без каких 10 материалов современные технологии встанут

Можно иметь деньги, инженеров и готовые чертежи, но не построить ни спутник, ни электромобиль. Причина — нехватка нужного сырья: его либо добывают слишком мало, либо основные поставки завязаны на одну страну. Щепотка галлия влияет на работу радара, крошечный конденсатор из тантала решает, полетит ли спутник, а дефицит меди способен задержать целый дата-центр. Вот 10 материалов, от которых зависят современные высокие технологии и которые тихо определяют, что человечество вообще способно построить.

22.09.26

Закон Мура ищет новое пространство не в длину, а в толщину

Следующий скачок процессоров может произойти по вертикали.

Помощник