Изолятор становится переключаемым проводником

Окись кремния, широко используемая в качестве изолятора в компьютерных чипах и долгое время рассматриваемая как «пассивный наблюдатель», в действительности может работать подобно переключателю. Это позволяет задействовать ее в схемах питания мобильных телефонов, компьютеров и тысяч других устройств.

Раньше поведение окиси кремния сбивало с толку ученых, работающих в области наноэлектроники, – они думали, что переключение осуществлялось благодаря нанодобавкам, но оказалось, что переключения могут происходить из-за окиси кремния.

Цзюнь Яо (Jun Yao), Дуглас Нателсон (Douglas Natelson), Линь Джун (Lin Zhong) и Джеймс Тур (James Tour) объяснили, что производители долго использовали окись кремния, обычно очень плохого проводника, как поддерживающего и изолирующего материала в электронике. Кремний, компонент пляжного песка, служит основным полупроводником в современной электронике. В соединении с кислородом он является одним из самых высококачественных изоляторов. Ученые недавно показали, однако, что окислы могут превращаться в переключаемые проводники под воздействием электрических процессов. Это явление может послужить ключом к разработке нового поколения более мощных и меньших по размерам компьютерных чипов, но механизм, лежащий в основе этих переключений вплоть до недавнего времени был неясен.

Ученые поместили нанометровый слой окиси кремния между двумя электродами и пропускали через него электрический ток, увеличивая его силу. Они продемонстрировали, что ток может вызвать разрушение окиси кремния на нанокристаллы кремния, что усиливает его электропроводность и делает возможным компонентом в активных процессах компьютерных чипов.