Unikátny materiál bol vytvorený atóm po atóme. Môže transformovať elektroniku

Vedci z MIT vyvinuli tenký fóliový materiál, nazývaný ternárny tetradymit, pričom postupovali atóm po atóme pomocou epitaxie molekulárnym lúčom. Tento materiál vykazuje najvyššiu pohyblivosť elektrónov, aká bola kedy zaznamenaná, čo z neho robí prelom v materiálovej vede.

Ternárny tetradymit je minerál, ktorý sa prirodzene nachádza v ložiskách zlata a kremeňa v blízkosti hydrotermálnych prieduchov a pozostáva z rôznych kombinácií bizmutu, telúru, antimónu, síry a selénu. Jednak je logisticky ťažké získať ho vo veľkom množstve, jednak prvky nachádzajúce sa v týchto mineráloch si často prirodzene vymieňajú pozície, najmä telúr a bizmut, čo vnáša do materiálu defekty a nečistoty a vedie k nižšej mobilite elektrónov.

Výskumníci vybudovali kryštalickú štruktúru jeden atóm po druhom, takže vytvorili materiál bez prímesí, čo umožňuje voľný pohyb elektrónov s malým odporom. Pomocou epitaxie molekulárneho lúča boli atómy vystreľované na substrát vo vákuu pri kontrolovaných teplotách.

Tento pokrok by mohol mať významný vplyv na zlepšenie účinnosti elektronických zariadení, ako sú termoelektrické zariadenia, ktoré premieňajú odpadové teplo na energiu, alebo spintronické aplikácie, ktoré využívajú spin elektrónov na spracovanie informácií.

Tím dokázal zmerať vysokú pohyblivosť elektrónov v materiáli pomocou techniky, ktorá zahŕňala zníženie teploty a použitie magnetického poľa na pozorovanie kvantových oscilácií v elektrickom odpore fólie. Tento objav otvára nové možnosti pre vývoj technológií novej generácie, ktoré budú formovať budúcnosť elektroniky. Štúdia bola publikovaná v časopise Materials Today Physics.

Zdroj: popularmechanics.com.

Foto zdroj: depositphotos.com.