Японские ученые нанесли на ванадий пленку с помощью парового распыления и создали наноструктурированные сверхрешетки из материалов разного размера. Благодаря этому нанорешетки получили новое свойство: при комнатной температуре в них начал накапливаться заряд. Ранее такого явления можно было достичь только в условиях сверхнизких температур. Исследование поможет улучшить свойства бытовых приборов: усовершенствовать освещение, отклик электронных устройств и так далее. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Современная микроэлектроника очень сложна. Чтобы сделать прорыв в этом направлении, ученым необходимо научиться управлять движением электронов в металле. Простейшее решение этой сложной задачи — уменьшить толщину металлических листов до нанометров. Это позволит не только управлять электронами, но и повысить проводимость.
Ученые со всего мира стремятся к тому, чтобы максимально точно настроить архитектуру нанолистов. В микроэлектронике это направление стало самым передовым: на эту тему уже было присуждено несколько Нобелевских премий. Чаще всего исследователи создают наноструктурированные сверхрешетки — чередующиеся слои металлов, которые соединены вместе, — из материалов одинакового размера, например многослойных 2D-листов.
Сейчас исследователи стремятся изготавливать такие решетки из листов разного размера. Это необходимо для того, чтобы придать им ценные физические свойства, например анизотропную электропроводность (то есть проводимость электрического тока при различных свойствах среды). Однако производство таких гетероразмерных решеток очень дорого и трудно. Но ученые из Осакского университета нашли простое решение этой проблемы.
Исследователи использовали химическое осаждение из паровой фазы. Такой метод очень распространен в промышленности. Во время этого процесса ученые с помощью летучих компонентов пара создают на поверхности металла пленку. Благодаря этому способу авторы работы создали нанорешетки на основе ванадия. Такой проводник демонстрирует уникальное явление: анизотропный аномальный эффект Холла (когда в условиях магнитного поля на плоском нанолисте накапливается заряд). Обычно это явление происходит только при очень низких температурах, но ученым удалось добиться его в обычных комнатных условиях и выше (до 100 °C). Благодаря этому аномальный эффект Холла можно будет использовать в бытовых технологиях.
«Ключевое преимущество нанотехнологии — функции, которые вы не можете получить из объемных материалов. Наша демонстрация аномального эффекта Холла при комнатной температуре и выше открывает множество возможностей для будущих полупроводниковых технологий, доступных для обычных процессов нанопроизводства», — говорит Лин.
Это исследование позволяет контролировать движение электронов с высочайшей точностью в металлических полупроводниках, а также сделать технологии, которые более функционально используются в быту за счет увеличения скорости проводимости. Благодаря открытию увеличится плотность хранения данных, эффективность освещения и быстродействие электронных устройств.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
