`

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

Устранено разногласие в трактовке проводимости двух соприкасающихся изоляторов

+22
голоса

В 2004 г. исследователи открыли нечто удивительное: если два материала SrTiO3 и LaAlO3, оба являющихся изоляторами, сложить вместе, то на границе раздела формируется тонкая электропроводная область. В течение последующих трех лет для объяснения этого эффекта был предложен ряд гипотез, приводящих к разногласию.

Из различных объяснений выстояли две конкурирующих гипотезы. Для оценки их применимости ученые из PSI (Paul Scherrer Institute, Швейцария) совместно с коллегами из Университета Женевы выполнили ряд экспериментов. Вдобавок, ученые из Университета Льежа провели теоретическое исследование.

Оба вещества являются сложными окислами металлов, так называемыми перовскитами, с типичной слоистой структурой. В SrTiO3 структура состоит из чередующихся плоскостей окисла стронция (SrO) и двуокиси титана (TiO2), тогда как в LaAlO3 слои состоят из окиси лантана (LaO) и двуокиси алюминия (AlO2). Два материала, однако, отличаются в одном важном аспекте: в SrTiO3 обе плоскости электрически нейтральны, тогда как в LaAlO3 чередуются положительно и отрицательно заряженные слои. Соединение таких двух материалов ведет, по мнению одной школы, к переносу мобильных электронов к поверхности раздела, тем самым превращая эту сверхтонкую область в проводник. Это происходит, однако, только когда пленка LaAlO3 достаточно толстая. В противном случае, комбинация материалов остается изолятором. Эта гипотеза известна как «полярная катастрофа» (polar catastrophe). Другая школа, тем не менее, убеждена, что проводимость создается за счет взаимопроникновения материалов на границе раздела, и эта смесь является проводником.

Для того чтобы разрешить это разногласие, исследователи решили ответить на вопрос, является ли смесь двух материалов проводящей? «Мы использовали снова SrTiO3 в качестве подложки, но теперь вместо осаждения чистого LaAlO3 на его поверхность была использована смесь SrTiO3 и LaAlO3 в разных пропорциях и разной толщины, а затем проводились измерения. Результаты были неожиданными. Для тонких слоев осажденных смесей система оставалась изолятором, в то время как для более толстых слоев граница раздела была проводящей, хотя сами по себе слои оставались изоляторами, точно так же, как и для чистого LaAlO3. Изменилось лишь то, что слой смеси должен был быть соответственно толще минимального LaAlO3, присутствующего в смеси. Результат хорошо согласуется с гипотезой полярной катастрофы, - сказала Клаудиа Канцельери (Claudia Cancellieri) из PSI. – Его будет трудно объяснить в терминах смешивания».

Перовскиты, к которым относятся изучаемые материалы, часто имеют электрические и магнитные свойства, которые не наблюдаются ни в каких других материалах. «В противоположность традиционным полупроводникам, используемым сегодня, различные перовскиты имеют подобную кристаллическую и химическую структуры и могут, таким образом, легко инкорпорироваться, так что материалы с различными характеристиками могут комбинироваться в одном устройстве, к примеру, сверхпроводник и материал, который чувствителен к магнитным полям», - подчеркнул Филип Вильмот (Philip Willmott), руководитель группы исследователей.

              Устранено разногласие в трактовке проводимости двух соприкасающихся изоляторов

Структура исследуемого материала. Ниже: чистый SrTiO3 (темно-синий – стронций SR; бирюзовый – титан Ti; серый – кислород О) с чередующимися слоями SrO и TiO2. Выше: смешанный слой SrTiO3 и LaAlO3 (красный – лантан La; оранжевый – алюминий Al)

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

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