Ранее неизвестное поведение электронов продемонстрировала группа американских и британских исследователей, включающая в себя нобелевских лауреатов Гейма и Новосёлова. В созданном ими материале электроны продемонстрировали способность двигаться под углом к электрическому полю. Это открытие может вывести на принципиально новый уровень индустрию электронных микросхем благодаря значительно меньшим тепловым потерям в полупроводниковых компонентах.
Основой для нового материала послужил графен — аллотропная модификация углерода, за создание которой в 2004 году Андрей Гейм и Константин Новосёлов получили Нобелевскую премию по физике 2010 года. Слой графена толщиной в один атом был расположен на нитриде бора так, чтобы кристаллические решётки двух материалов совпали. В получившейся структуре наблюдалось движение электронов перпендикулярно приложенному электрическому току.
В графеновых сверхрешётках с нарушенной симметрией топологические токи, возникающие из двух графеновских впадин, текут в противоположных направлениях и вместе образуют протяжённый нейтральный поток. Эти токи аналогичны по своей природе току Холла, однако из-за особенностей топологии графена наблюдаются даже при нулевом магнитном поле. Токи обнаружены на расстоянии в несколько микронов от основного тока, возникающего в электрическом поле, и имеют сопоставимую с ним силу.
Учёные отмечают, что возникающие токи имеют протяжённый характер и могут управляться напряжением, подобно тому, как токи в транзисторе управляются напряжением затвора. Эти обстоятельства делают возможным применение обнаруженного эффекта для обработки информации. При этом потребление энергии в графеновых сверхрешётках должно быть меньше, чем в обычных полупроводниковых транзисторах, поскольку носители заряда движутся перпендикулярно приложенному полю, что снижает рассеяние энергии.
