`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Электроника, основанная на двумерном электронном газе

+33
голоса

Как правило, микроэлектронные устройства выполнены из кремния или подобных полупроводников. В последнее время привлекли интерес электронные свойства оксидов металлов. Эти материалы являются более сложными, но предлагают более широкий спектр возможностей для управления своими свойствами. Важный прорыв в настоящее время достигнут в Венском технологическом университете: в стронция титанате был создан двумерный электронный газ. В тонком слое непосредственно под поверхностью электроны могут свободно перемещаться и занимать различные квантовые состояния.

Стронция титанат – это не только потенциальная будущая альтернатива стандартным полупроводникам. Он также демонстрирует интересные явления, такие как сверхпроводимость, термоэлектричество или магнитные эффекты, которые не встречаются в материалах, используемых для современных электронных устройств.

Этот проект тесно связывает теоретические расчеты и эксперименты. Чжимин Ван (Zhiming Wang) из исследовательской группы профессора Ульрике Диболда (Ulrike Diebold) возглавлял эксперименты; некоторые из экспериментальных работ были сделаны на синхротроне BESSY в Берлине.

Не все из атомов стронция титаната расположены по одинаковой схеме: если материал разрезают под определенным углом, атомы поверхностного слоя образуют структуру, которая отличается от структуры в объеме материала. «Внутри каждый атом титана имеет шесть соседних атомов кислорода, в то время как каждый атом титана на поверхности связан только с четырьмя атомами кислорода», - сказал проф. Диболд. Именно этим объясняется замечательная химическая стабильность поверхности. Обычно такие материалы повреждаются, если они вступают в контакт с водой или кислородом.

Когда материал облучают электромагнитными волнами высокой энергии, с ним происходит нечто замечательное. Излучение может удалить атомы кислорода с поверхности. Затем другие атомы кислорода из объема материала начинают двигаться вверх к поверхности. Внутри материала образуется дефицит кислорода, а также избыток электронов. Эти электроны, расположенные в двумерном слое очень близко к поверхности, могут свободно перемещаться. Такие электроны можно назвать электронным газом. Уже были некоторые экспериментальные данные о двумерном электронном газе в подобных материалах, но до настоящего времени достичь стабильного состояния электронного газа на поверхности было невозможно. В зависимости от интенсивности излучения число электронов меняется. При добавлении различных атомов, электронные свойства также могут быть изменены.

«В физике твердого тела очень важной является так называемая зонная структура материала. Она описывает взаимосвязь между энергией и импульсом электронов. Самое любопытное в созданной нами поверхности является то, что она в зависимости от квантового состояния электрона демонстрирует совершенно разные виды зонных структур», - отметил руководитель группы проф. Карстен Хельд (Karsten Held).

Электронный газ в новом материале демонстрирует множество различных электронных структур. Некоторые из них вполне могут быть пригодны для получения интересных магнитных эффектов или сверхпроводимости. Исследователи надеются, что с помощью внешних электрических полей или размещения дополнительных атомов металла на поверхности можно раскрыть еще несколько тайн нового материала.

Электроника, основанная на двумерном электронном газе

Рисунок показывает атомную структуру SrTiO3 (110)

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT