Фізики створили диво-матеріал, який може змінити електроніку: у чому його особливість

Підвищення ефективності переміщення електронів через матеріал допоможе розширити можливості технологій наступного покоління.

Фізики поліпшили рухливість електронів, яка вимірює, наскільки швидко електрика проходить через матеріал, створивши тонку плівку за допомогою молекулярно-променевої епітаксії. Новий матеріал має найвищу з коли-небудь виміряних рухливість електронів, і він може змінити електроніку. Результати дослідження опубліковані в журналі Materials Today Physics, пише Popular Mechanics.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Коли справа доходить до створення передових технологій, максимально ефективне переміщення електронів є ключем до цього. Але не тільки за допомогою охолодження матеріалів до абсолютного нуля можна створити більш ефективні технології. Це можна зробити за допомогою поліпшення рухливості електронів матеріалу або швидкості руху електронів через матеріал.

Щоб поліпшити рухливість електронів, яка вимірюється в квадратних сантиметрах на вольт-секунду, вчені використовували процес, відомий як молекулярно-променева епітаксія, для створення тонкої плівки атом за атомом.

У результаті вийшов потрійний тетрадиміт завтовшки всього 100 нанометрів, але рухливість електронів у ньому набагато вища, ніж у інших матеріалів. Потрійний тетрадиміт являє собою мінерал, який зустрічається в родовищах золота і кварцу поблизу гідротермальних джерел і складається з різних комбінацій вісмуту, телуру, сірки і селену. Елементи, виявлені в цих мінералах, часто міняються місцями, що призводить до дефектів і появи домішок. Це знижує рухливість електронів.

Фізики створили кристалічну структуру за допомогою молекулярно-променевої епітаксії у вакуумі за контрольованих температур. Цей процес дозволив створити плівку потрійного тетрадиміту практично без домішок. Виявилося, що електричний опір матеріалу коливається. Це говорить про те, що у нього дуже висока рухливість електронів.

Автори дослідження з'ясували, що швидкість руху електронів становила 10 000 квадратних сантиметрів на вольт-секунду. Це найвищий показник серед усіх відомих плівок потрійного тетрадиміту. Це пов'язано з відсутністю в матеріалі домішок, що дало змогу електронам проходити більш вільно.

За словами вчених, цей матеріал може змінити правила гри для термоелектричних пристроїв, які перетворюють тепло, що відходить, на енергію, або для пристроїв спінтроніки, які обробляють інформацію, використовуючи обертання електрона.

Як уже писав Фокус, вчені виявили нові мінерали, що містять рідкоземельні елементи, які можна використовувати для створення нових технологій і матеріалів.

Також Фокус писав про те, щонайкоротший у світі тест на IQ має всього 3 запитання і не всі можуть на них відповісти правильно. Тільки 20% студентів Гарвардського університету дали правильні відповіді на всі запитання.