Прорывы в современной микроэлектронике зависят от понимания движения электронов в металле и управления им. Уменьшение толщины металлических листов до порядка нанометров может позволить точно контролировать движение электронов в металле. Таким образом, можно придать металлам свойства, которых нет у объемных металлов, такие как сверхбыстрая проводимость электричества. Теперь исследователи из Университета Осаки и сотрудничающие партнеры синтезировали новый класс наноструктурированных сверхрешеток. Это исследование позволяет получить необычайно высокую степень контроля над движением электронов в металлических полупроводниках, что обещает повысить функциональность повседневных технологий.
Точная настройка архитектуры металлических нанолист и, таким образом, облегчение передовых функциональных возможностей микроэлектроники остается постоянным направлением работы во всем мире. На самом деле по этой теме было присуждено несколько Нобелевских премий. Исследователи обычно синтезируют наноструктурированные сверхрешетки - регулярно чередующиеся слои металлов, соединенных вместе, - из материалов одинакового размера; например, многослойных 2D-листов. Ключевым аспектом работы нынешних исследователей является легкое изготовление гетеромерных сверхрешеток; например, цепочек 1D наночастиц, зажатых внутри 2D нанолист.
"Наноразмерные гетероразмерные сверхрешетки, как правило, сложны в изготовлении, но могут обладать ценными физическими свойствами, такими как анизотропная электропроводность", - объясняет Юнг-Чанг Лин, старший автор. "Мы разработали универсальные средства для изготовления таких конструкций, и тем самым мы вдохновим на синтез широкого спектра пользовательских надстроек".
Исследователи использовали химическое осаждение из паровой фазы - распространенный в промышленности метод нанообработки - для получения сверхрешеток на основе ванадия. Эти магнитные полупроводники проявляют так называемый анизотропный аномальный эффект Холла (AHE): это означает направленное накопление заряда в условиях плоского магнитного поля (в котором обычный эффект Холла не наблюдается). Обычно AHE наблюдается только при сверхнизких температурах. В настоящем исследовании AHE наблюдался при комнатной температуре и выше, примерно до точки кипения воды. Генерация AHE при практических температурах облегчит его использование в повседневных технологиях.
"Ключевым обещанием нанотехнологий является предоставление функциональных возможностей, которые вы не можете получить из сыпучих материалов", - утверждает Лин. "Наша демонстрация нетрадиционного аномального эффекта Холла при комнатной температуре и выше открывает множество возможностей для будущих полупроводниковых технологий, доступных с помощью обычных процессов нанопроизводства".
Настоящая работа поможет повысить плотность хранения данных, эффективность освещения и скорость работы электронных устройств. Точно контролируя наноразмерную архитектуру металлов, которые обычно используются в промышленности, исследователи создадут уникальную универсальную технологию, которая превосходит функциональность природных материалов.
Комментарии