KxNi4S2 был впервые разработан в 2021 году в рамках проекта по созданию новых сверхпроводников. Однако учёные обнаружили, что электрический ток может выталкивать калий из слоёв, изменяя форму материала. Этот процесс обратим и позволяет материалу демонстрировать два квантовых состояния: конусы Дирака и плоские зоны.

В состоянии Дирака электроны ведут себя как почти безмассовые частицы и движутся с высокой скоростью. В плоских зонах электроны замедляются и ведут себя как более тяжёлые частицы. Эта двойственность позволяет точно управлять скоростью и потоком электронов, что особенно важно для современной электроники.

Исследователи создали образцы материала в Центре наномасштабных материалов (CNM) Аргоннской лаборатории и подтвердили его свойства с помощью наблюдений на источнике фотонов APS. Оба центра являются пользовательскими объектами DOE.

Возможность переключения квантовых состояний в одном материале может упростить проектирование устройств. Вместо использования нескольких материалов инженеры смогут полагаться на одну систему, изменяющую свои свойства в реальном времени. Это открытие также открывает новые перспективы для разработки квантовых материалов. Учёные планируют обобщить метод синтеза, чтобы найти больше подобных соединений.

Таким образом, новый материал KxNi4S2 представляется важным в развитии квантовой электроники, предлагая уникальные возможности для управления электронными свойствами и создания более эффективных устройств.