| 0 |
|
Неожиданное открытие, сделанное учёными Пенсильванского университета (Penn State) и Университета Чикаго (UC), может вызвать к жизни следующее поколение быстродействующих компьютеров и квантовых микрочипов. Статья, повествующая об этом, была размещена 9 октября в онлайновом журнале Science Advances.
Команде исследователей, которую возглавляли профессора Нитин Самарз (Nitin Samarth) и Дэвид Авшалом (David D. Awschalom), удалось найти способ создавать и стирать квантовомеханические схемы на поверхности топологического изолятора (ТИ), материала с интригующими электронными свойствами.
Новая техника гораздо гибче в использовании, чем современные методы нанопроизводства, базирующиеся на химической обработке, так как она обеспечивает бесконтактное получение перезаписываемых схем с использованием световых лучей. До сих пор, изготовление на топологических изоляторах даже простейших схем было очень сложным делом, поскольку квантовые свойства ТИ крайне уязвимы к внешним воздействиям. Традиционные методы полупроводникового производства и даже кратковременный контакт с воздухом, полностью разрушают их или ухудшают их качество.
Как сообщил Авшалом, замдиректора Института молекулярных технологий UC, данное открытие является одним из тех редких примеров в экспериментальной науке, когда казалось бы случайное событие — включение света в комнате — даёт неожиданный эффект с потенциально важными следствиями для науки и технологии. Авторы обнаружили, что под воздействием ультрафиолетовой компоненты излучения ламп дневного света поверхность титаната стронция, служившего подложкой для ТИ, приобретает электрическую поляризацию. Она, в свою очередь, перетекает в слой топологического изолятора, изменяя его электронные характеристики. Поскольку поляризация возникает в соседнем материале, хрупкие квантовые состояния ТИ остаются практически ненарушенными.
Воздействуя фокусированными лучами на образцы, Авшалом с коллегами смогли получить электронные структуры, сохранявшиеся долгое время после выключения света. В частности, впервые в ТИ ими был «нарисован» p-n-переход — один из главных компонентов конструкции транзистора. Также было установлено, что красный свет устраняет последствия воздействия УФ-излучения — то есть, таким лучом можно стирать схемы, уже нанесённые на ТИ.
«Вместо того, чтобы тратить недели в чистом помещении с перспективой возможного загрязнения материалов, теперь мы можем рисовать экспериментальные устройства в реальном времени, стирать их и делать что-нибудь ещё менее, чем за секунду», — подчёркивает преимущества новой технологии профессор.
Исследователи провели ряд контрольных измерений, результаты которых свидетельствуют, что подобный оптический эффект не уникален для ТИ и может возникать в других материалах, выращенных на титанате стронция (сложные оксиды, графен, дихалькогениды переходных металлов), упрощая настройку их свойств в ситуациях, когда сложно или невозможно установить непосредственный электрический контакт.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
