Вадим Дудченко
Администратор портала

Открытие безмассовых электронов в материалах с фазовым переходом - следующий шаг для будущей электроники

ИЗОБРАЖЕНИЕ:  (Слева) Кристаллическая структура для смешанной кристаллической фазы соединения с фазовым переходом GeSb2Te4. 

Исследователи обнаружили электроны, которые ведут себя так, как будто они не имеют массы, называемые электронами Дирака, в составе, используемом в перезаписываемых дисках, таких как компакт-диски и DVD. Открытие «безмассовых» электронов в этом материале с фазовым переходом может привести к созданию более быстрых электронных устройств.

Международная команда опубликовала свои результаты 6 июля в ACS Nano , журнале Американского химического общества.

Соединение, GeSb2Te4, представляет собой материал с фазовым переходом, что означает, что его атомная структура при нагревании переходит из аморфной в кристаллическую. Каждая структура обладает индивидуальными свойствами и является обратимой, что делает этот состав идеальным материалом для использования в электронных устройствах, где информация может быть записана и переписана несколько раз.

«Материалы с фазовым переходом привлекли большое внимание из-за резкого контраста оптических и электрических свойств между их двумя фазами», - сказал автор статьи Акио Кимура, профессор кафедры физических наук Высшей школы естественных наук и магистратуры. Школа передовых наук и инженерии Хиросимского университета. «Электронная структура в аморфной фазе уже рассматривалась, но экспериментальное исследование электронной структуры в кристаллической фазе еще не проводилось».

Исследователи обнаружили, что кристаллическая фаза GeSb2Te4 имеет электроны Дирака, а это означает, что она ведет себя аналогично графену, проводящему материалу, который состоит из одного слоя атомов углерода. Они также обнаружили, что поверхность кристаллической структуры имеет общие характеристики с топологическим изолятором, где внутренняя структура остается статичной, а поверхность проводит электрическую активность.

«Аморфная фаза демонстрирует полупроводниковое поведение с большим удельным электрическим сопротивлением, в то время как кристаллическая фаза ведет себя как металл с гораздо более низким удельным сопротивлением», - сказал Муниса Нурмамат, автор статьи и доцент кафедры физических наук Высшей школы естественных наук. и Высшая школа передовых наук и инженерии Хиросимского университета. «Кристаллическую фазу GeSb2Te4 можно рассматривать как трехмерный аналог графена».

По словам Нурмамата и Кимуры, исследователи уже считают, что графен является высокоскоростным проводящим материалом, но его изначально низкий коэффициент включения и выключения ограничивает его применение в электронных устройствах. Как трехмерная версия графена GeSb2Te4 сочетает в себе скорость и гибкость для создания электрических коммутационных устройств следующего поколения.

 



Актуальные новости

  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц