Учёные обнаружили аномальное поведение электронов при комнатной температуре

Международная группа учёных обнаружила, что в определённых материалах под высоким давлением коллективное поведение электронов, известное как волны зарядовой плотности (ВЗП), не только сохраняется, но и усиливается при комнатной температуре. Это открытие, опубликованное в журнале Physical Review Letters, может привести к созданию сверхэффективной электроники и приблизить прорыв в области сверхпроводимости.

Расчёт поверхности Ферми соединения BaFe₂Al₉ при различных давлениях. Автор: Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/dxzf-fx8k

Обычно в подобных двумерных материалах ВЗП ослабевают под давлением. Однако в соединении BaFe₂Al₉ наблюдается обратный эффект. «Ключевой вывод в том, что электроны внутри определённых материалов могут вести себя удивительным и мощным образом, когда материал помещают под высокое давление», — пояснил ведущий автор исследования, доктор Махмуд Абдель-Хафиез из Университета Шарджи.

Зависимость магнитной восприимчивости от температуры (а) и волны зарядовой плотности от давления (b) в BaFe₂Al₉. Автор: Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/dxzf-fx8k

Это открытие бросает вызов текущему пониманию физики твёрдого тела. «Наблюдение волны зарядовой плотности, которая не только выживает, но и усиливается вплоть до комнатной температуры, открывает совершенно новые пути для изучения коррелированных электронных систем», — отметил профессор Рюдигер Клинглер из Гейдельбергского университета.

Исследование имеет далеко идущие практические последствия. Усиление электронных взаимодействий при комнатной температуре может привести к созданию устройств с гораздо меньшим энергопотреблением и тепловыделением. Это означает более долговечную электронику, снижение затрат на электроэнергию и уменьшение воздействия на окружающую среду.

«Если материалы могут естественным образом контролировать поток электронов при комнатной температуре, компьютеры, датчики и системы связи смогут работать с меньшей мощностью», — объяснил доктор Абдель-Хафиез.

В долгосрочной перспективе понимание и контроль этого поведения могут приблизить создание сверхпроводников, работающих при комнатной температуре, что революционизирует энергосистемы и транспорт.

В работе приняли участие учёные из Германии, Швеции, Индии, Японии, Италии, Египта, Катара, Тайваня и ОАЭ.