redox sparrow-hawk blog

Ученым впервые удалось получить стабильный «двумерный» электронный газ

Немецкие физики впервые смогли превратить фрагмент полупроводника в особую структуру, на поверхности которой существует «двумерный электронный газ» — набор электронов, способных двигаться по двум осям и жестко «закрепленных» на третьей оси, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Некоторые материалы способны ограничивать то, как движутся электроны внутри них при внешнем воздействии. К примеру, при появлении внешнего электрического поля внутри особых полупроводников часто возникает особая зона, «двумерный электронный газ» (ДЭГ). Необычные свойства электронов в этой зоне могут помочь нам создать высокотемпературные сверхпроводники, экзотическую наноэлектронику или новые способы передачи информации.

Ульрика Диболд из Технологического университета Вены (Австрия) и ее коллеги сделали шаг к созданию таких приборов, изучая свойства кристаллов из титаната стронция — полупроводника, состоящего из атомов титана, стронция и кислорода. Данное вещество, вместе с другим соединением, алюминатом лантана, уже применялось для изучения свойств ДЭГ, возникающего на границе между их пластинками.

Авторы статьи заметили, что манера движения электронов на поверхности кристаллов из титаната стронция может сильно меняться в зависимости от того, какие атомы расположены на границе с воздухом. Физики реализовали эту идею в виде модели и просчитали такой вариант структуры атомов стронция, кислорода и титана, на поверхности которой должен возникать двумерный электронный газ.

Диболд и ее коллеги воплотили ее в реальность, обработав кристалл титаната стронция при помощи лазера, удалившего «ненужные» атомы с его поверхности. Эксперимент завершился удачно — ученые получили стабильный ДЭГ на поверхности кристалла, свойства которого совпадают с теоретическими выкладками. Как полагают физики, дальнейшее изучение таких кристаллов поможет понять, сможем ли мы использовать все потенциальные преимущества ДЭГ в технике и науке.