Полупроводники могут вести себя как металлы и сверхпроводники

С помощью метода, так называемого коллоидного синтеза исследовательский коллектив под управлением Кристиана Клинке (Christian Klinke), профессора химии университетов Суонси (Великобритания) и Ростока (Германия), показал, что атомы в кристалле сульфида свинца могут располагаться по-разному, существенно изменяя свойства этого материала.

В большинстве конфигураций эти два типа атомов перемешаны, и структура в целом ведёт себя как полупроводник. Однако, по крайней мере в одном сечении кристалла, вдоль плоскости 111, на поверхности остаются только атомы свинца. Такой образец в испытаниях демонстрировал металлические свойства: проводил намного более сильный ток, не реагировал на свет, как полупроводники и имел обратную температурную зависимость, типичную для металлов.

Затем команда Клинке совершила ещё одно интересное открытие: при очень низких температурах приповерхностный слой такой наноструктуры действовал подобно сверхпроводнику, обеспечивая транспорт электронов с существенно более низким сопротивлением.

«Одной из возможных областей применения этого является передача энергии без потерь.  Дальнейшая оптимизация и перенос (открытого) принципа на другие материалы могут позволить добиться значительного прогресса и привести к созданию новых эффективных электронных устройств», – сказал профессор Клинке.

Он расценивает результаты данной работы, представленные в публикации журнала Advanced Functional Materials, лишь как первый шаг на долгом и плодотворном пути к новым открытиям в физике и химии материалов.