В статье, опубликованной в журнале Science Advances, ученые подробно рассказали, как они разработали метод изменения электронных свойств материалов таким образом, чтобы было легче пропускать электрический ток.
Электрические свойства полупроводников зависят от природы следов примесей, известных как легирующие примеси, которые при правильном добавлении в материал позволят разработать более эффективную твердотельную электронику.
Исследователи из МГУ обнаружили, что при попадании в материал сверхбыстрого лазерного импульса его свойства изменяются, как если бы он был химически "легирован".«Этот процесс известен как« фотодопирование »."
«Изученный нами материал представляет собой нетрадиционный полупроводник, состоящий из чередующихся атомно тонких слоев металлов и изоляторов», – сказал Чонг-Ю Руан, доцент физики и астрономии, руководивший исследовательской работой в МГУ. "Эта комбинация позволяет проявиться многим необычным свойствам, в том числе высокорезистивным, а также сверхпроводящим свойствам, особенно когда они" легированы ".’"
Метод сверхбыстрой визуализации на основе электронов, разработанный Руаном и его командой в МГУ, позволил группе наблюдать изменения в материалах. Изменяя длину волны и интенсивность лазерных импульсов, исследователи смогли наблюдать фазы с разными свойствами, которые фиксируются на фемтосекундной шкале времени. Фемтосекунда составляет 1 квадриллионную, или 1 миллионную от 1 миллиардной доли секунды.
«Лазерные импульсы действуют как примеси, которые временно ослабляют клей, который связывает заряды и ионы вместе в материалах со сверхбыстрой скоростью, и позволяют новым электронным фазам спонтанно образовываться для создания новых свойств», – сказал Руан. «Фиксирование этих процессов в действии позволяет нам понять физическую природу преобразований на самом фундаментальном уровне."
Филип Даксбери, член команды и председатель отдела физики и астрономии, сказал, что сверхбыстрое фотолегирование «имеет потенциальные применения, которые могут привести к разработке электронных материалов следующего поколения и, возможно, оптически управляемых переключающих устройств, использующих нелегированные полупроводниковые материалы."
Полупроводник – это вещество, которое в одних условиях проводит электричество, но не в других, что делает его хорошей средой для контроля электрического тока.
Они используются в любом количестве электроники, в том числе в компьютерах.