Революція в мікроелектроніці: вчені створили новий матеріал, який допоможе покращити рухливість електронів

Вчені з Массачусетського технологічного інституту створили новий матеріал, який допоможе покращити рухливість електронів в провіднику. Наукова публікація опублікована в журналі Materials Today Physics.

Дослідники використали процес, відомий як молекулярно-променева епітаксія. Результатом став потрійний тетрадиміт товщиною лише 100 нанометрів, який забезпечує значно вищу рухливість електронів за будь-який інший матеріал.

«Те, чого люди раніше досягли з точки зору мобільності електронів у цих системах, було схоже на рух на дорозі, що будується, — ти задкуєш, ти не можеш проїхати, все в пилюці та наколо суцільний безлад. У цьому нещодавно оптимізованому матеріалі це як їзда на Mass Pike без трафіку», — пояснив співавтор дослідження Джагадіш Мудера.

Потрійний тетрадиміт — це мінерал, який природно зустрічається в родовищах золота та кварцу поблизу гідротермальних джерел і складається з різних комбінацій вісмуту, телуру сурми, сірки та селену. Залишаючи осторонь логістику, необхідну для отримання такого матеріалу в масштабі, елементи, знайдені в цих мінералах, природно, часто міняються місцями, особливо телур вісмуту, який вносить дефекти та домішки, що призводить до меншої рухливості електронів.

Натомість вчені фактично взяли справу у свої руки та побудували кристалічну структуру по одному атому за раз. Використовуючи молекулярно-променеву епітаксію, атоми вистрілюють на підкладку у вакуумі при контрольованих температурах. Цей процес по суті створює потрійну плівку тетрадиміту з невеликою кількістю домішок або без них.

«На нашу велику радість і хвилювання виявилося, що електричний опір матеріалу коливається. Це одразу говорить вам, що воно має дуже високу рухливість електронів», — сказав інший учасник дослідження Хан Чі.

Дослідники кажуть, що такі прориви можуть змінити правила гри для термоелектричних пристроїв, які перетворюють відпрацьоване тепло в енергію, або спінтронних програм, які обробляють інформацію за допомогою обертання електрона.

«Щоб продовжувати відкривати нові речі, ми повинні опанувати нарощування матеріалів. Вивчаючи цей делікатний квантовий танець електронів, вчені можуть почати розуміти та ідентифікувати нові матеріали для наступного покоління технологій, які будуть рухати наш світ», — зазначив Чі.

Підписуйтесь на наш Telegram-канал t.me/sudua та на Google Новини SUD.UA, а також на наш VIBER, сторінку у Facebook та в Instagram, щоб бути в курсі найважливіших подій.