Учени създадоха кристален филм с рекордна подвижност на електроните
Материалът с висока пъргавина на електроните е като автомагистрала без тапи, по която електроните се движат свободно. Колкото по-висока е подвижността, толкоз по-ефективна е електропроводимостта на материала и толкоз по-малко сила се употребява в процеса. Екип от физици от Съединени американски щати е постигнал рекордно равнище на пъргавина на електроните в минерала тетрадимит. Свръхтънък филм от този материал сподели най-високата пъргавина на електроните в своя клас.
Минаралните тетрадимити се състоят от бисмут, телур, сяра и селен. Кристалната им конструкция се състои от ромбоидни кристали, свързани в двойки от по четири групи. През 50-те години на предишния век учените откриват, че тетрадимитите демонстрират полупроводникови свойства, подобаващи за пасивно превръщане на топлината в електричество. През 90-те години е препоръчан метод за доста възстановяване на термоелектричните свойства на минерала в миниатюрен пласт. Става ясно, че при по-внимателно изследване могат да бъдат разкрити и други извънредно потребни свойства.
„ Този материал бе разпознат като топологичен изолатор с забавни фенмени на повърхността “, споделя Хан Чи, създател на проучването. – Но с цел да открием новите неща, трябваше да се научим по какъв начин да го произвеждаме “.
За тази цел учените употребяват молекулярната епитаксия – способ за отсрочване на молекули върху субстрат, нормално във вакуум и при строго избрана температура. Чрез управление скоростта на кондензация на молекулите могат да се отгледат свръхтънки пластове от кристали с дадена настройка и с най-малко недостатъци. По този метод са отгледани тетрадимитни филми с дебелина към 100 nm, написа изданието MIT News.
Тестовете посредством премерване на квантовите вибрации демонстрираха съществуването на избран темп на трептенията. Това значи, че филмът демонстрира най-високата пъргавина на електроните за този клас материали. Причината евентуално се дължи на дребния брой недостатъци и примеси, които нормално попречват придвижването на електроните.
Изследователите допускат, че тънките филми от тетрадимит ще се употребяват в електрониката на бъдещето като носими термоелектрически устройства, които трансформират отпадъчната топлота в електричество. Също по този начин този материал може да се трансформира в основа за основаването на спинтронни устройства, които обработват информация с по-малък разход на сила спрямо обичайните силициеви решения.
